任务车辆和用于运行任务车辆的方法与流程

本发明涉及一种任务车辆、尤其是消防车辆。

背景技术：

由wo2014/043734a2已知一种用于消防车辆或救援车辆或特殊用途车辆的电压供应和驱动系统，该电压供应和驱动系统包括：至少一个驱动源，多个经由电的线路网相互连接的电源和一个控制装置。其中至少一个所述电源由蓄电池形成。控制装置构成用于在考虑至少一个所述电源和/或至少一个所述驱动源的至少一个排放值的情况下接通和断开一个或多个电源和/或一个或多个驱动源。由此，可以这样组合地运行集成在消防和救援车辆或特殊用途车辆的电压供应和驱动系统中的电源和/或驱动源，使得能够实现最小的总排放值。

技术实现要素：

本发明的任务是，提供一种改善的任务车辆，该任务车辆具有改善的驱动系统。

该任务通过按照权利要求的装置和方法解决。

按照本发明构成任务车辆、尤其是消防车辆。所述任务车辆包括：

车辆车身；

至少两个车轮对，所述车轮对分别具有至少两个车轮，所述车轮设置在车辆车身上；

初级能量单元、尤其是蓄电池，用于存储电能；

次级能量单元，用于将储藏在燃料中的能量转化成电能；

至少一个电动机。

所述次级能量单元设置在承载支架上，其中，所述承载支架模块化且能松开地被接纳在车辆车身上。

对于按照本发明构成任务车辆有利的是，通过模块化地构造承载支架并且将次级能量单元设置在该承载支架上可以便利于对任务车辆的维修。尤其是承载支架可以与次级能量单元一起从任务车辆中被取出，以便使其容易可接近以用于实施重大的修理工作。此外，例如为了维修或修理，次级能量单元可以与承载支架一起容易地由带有另一个次级能量单元的另一个承载支架代替。由此，任务车辆在次级能量单元损坏的情况下仅在替换该次级能量单元的短的时间段中不可使用。因此，相对于常规构造的任务车辆，可以改善使用准备时间。这特别是在必须现场修理任务车辆的非常广阔的地域中是有利的，因为拆出的次级能量单元例如可以较容易地被运输到更远的车间。

此外，可以适宜的是，次级能量单元以原电池的形式构成。有利的是，在原电池中存储在燃料中的能量在化学反应中可以直接被转化为电能。

代替于此地可以规定，次级能量单元以内燃机、尤其是柴油机的形式构成，其中，内燃机与发电机耦联。在这里有利的是，柴油机可以作为次级能量单元使用，该柴油机鲁棒地构造并且此外可以具有良好的效率。该内燃机可以与用于产生电流的发电机转矩耦联，其中，内燃机的输出轴的旋转运动被传输到发电机上。

此外可以规定，在任务车辆上设有至少一个消耗器单元、尤其是应用设备、如泵，其中，所述至少一个消耗器单元在可选地中间连接变速器的情况下与次级能量单元转矩耦联。在这里有利的是，消耗器单元可以由次级能量单元、例如内燃机驱动。在这里可设想，在次级能量单元和消耗器单元之间中间连接发电机，其中，发电机可以可选地具有连续的轴，消耗器单元耦联在该轴上。

此外可以规定，在内燃机与发电机之间中间连接可切换的第一耦联器。在这里有利的是，可以通过该措施断开在内燃机与发电机之间的机械的转矩耦联。

有利的也是如下特征，按照其可以规定，在发电机与所述至少一个消耗器单元、尤其是泵之间中间连接可切换的第二耦联器。在这里有利的是，通过该措施可以断开在消耗器单元与发电机之间的转矩连接。由此，发电机可以由内燃机驱动，而不在此同时一起运行消耗器单元。

按照一种进一步改进方案可能的是，发电机在内燃机停止的情况下能可选地作为电动机运行并且因此能用于驱动消耗器单元，其中，在发电机与内燃机之间的所述可切换的第一耦联器脱耦，或者在发电机与内燃机之间设置空转装置。在这里有利的是，通过该措施可以单纯地通过发电机的驱动力来运行消耗器单元并且因此不同时运行内燃机。由此，消耗器单元可以对环境无害地或低噪声地运行。通过使用发电机和将其作为电动机运行，可以节省附加地需要的驱动装置并且由此节省费用。

此外可以适宜的是，能借助控制电子装置相加地切换初级能量单元和次级能量单元，从而初级能量单元的功率还有次级能量单元的功率能同时供应给电动机。在这里有利的是，通过该措施可以向电动机供给附加的能量。这在如下情况下例如可能是必需的：电动机在所谓的能源模式中被要求交出尽可能高的功率，例如在机场救火车辆加速时就是这种情况。

此外可以规定，所述至少一个消耗器单元、尤其是泵同样设置在承载支架上。在这里有利的是，消耗器单元和次级能量单元的机械相互耦联的构件可以一起从任务车辆中被取出，以便能够将承载支架和被接纳在该承载支架上的构件以尽可能小的耗费从任务车辆中移除。

此外可以规定，次级能量单元设置在承载支架上的所述至少一个消耗器单元上方。在这里有利的是，消耗器单元由此能由站在地面上的操作人员尽可能容易地接近并且因此通过该措施可以提高操作舒适性。

按照一个特别的特征可能的是，次级能量单元和所述至少一个消耗器单元借助锥齿轮传动装置相互耦联。在这里有利的是，这样的锥齿轮传动装置可以尽可能鲁棒地构造并且因此良好适合于在次级能量单元与消耗器单元之间的力矩传递。此外，可以借助锥齿轮传动装置将转矩从处于水平状态的发动机轴传递到消耗器单元的处于竖直位置的驱动轴上。

根据一种有利的进一步改进方案可以规定，承载支架在后车轮对的区域中设置在该车轮对上方。由此，承载支架可以尽可能节省空间地被接纳在任务车辆上，其中，各个设置在承载支架上的单元是尽可能良好地可接近的。此外，可以通过该措施尽可能良好地构造任务车辆的重心分布，以便实现稳定的行车稳定性。

尤其是可以有利的是，承载支架具有吊环，借助所述吊环能将承载支架从车辆车身中提起。由此，承载支架具有固定的接纳点，由此能够尽可能避免，承载支架在不适合于自身的位置上与提升器件连接。

此外可以规定，电动机构成为用于至少一个所述车轮的驱动马达。在这里有利的是，任务车辆可以被电动驱动并且由此在次级能量单元和/或初级能量单元中提供的电能可以用于驱动任务车辆。

此外可以规定，至少一个所述车轮对的车轮借助差速器相互转矩耦联并且作为这两个车轮的中央驱动装置的电动机与差速器耦联。在这里有利的是，中央的电动机可以用于驱动车轮对并且通过差速器可以对从电动机传递到车轮上的转矩进行补偿。此外，例如相比于两个使用的轮毂电动机，可以通过这样的构造来节省费用。按照本发明构造的驱动系统的重心分布也比在使用轮毂电动机时更好。

如下特征也是有利的，按照其可以规定，电动机借助变速器而与差速器耦联并且在变速器上构成用于驱动其他单元的辅助输出装置，其中，能借助变速器可选地由电动机驱动差速器和/或辅助输出装置。由此，可以节省用于驱动其他单元的分开的驱动装置。尤其是可以在此规定，辅助输出装置和差速器同时由电动机驱动。

在进一步的构成变型方案中也可以规定，可以这样切换变速器，从而可以选择性地借助电动机驱动辅助输出装置和/或差速器。

此外可以规定，构成能量输入接口，借助所述能量输入接口，能从外部的能量提供装置、例如另外的任务车辆中得到电能。由此可以实现，任务车辆在能量源之一失效时或在通过该能量源产生的能量过小时尽管如此仍可以满足该任务车辆的使用目的并且保持可移动。

此外可以规定，构成能量输出接口，能借助该能量输出接口将电能输出给外部的能量获得源、例如另外的任务车辆。由此，可以为另外的任务车辆提供过量的能量并且因此提供帮助，以便提高任务车辆的失效安全性并且尽可能避免任务车辆的使用中断。

按照一种进一步改进方案可能的是，第二电动机与差速器耦联，其中，第二电动机模块化地与第一电动机配合作用。在这里有利的是，例如在第一配置中可以使用仅一个电动机，并且这样的任务车辆因此具有较小的驱动功率，并且在第二配置中两个电动机可以通过仅少量的改造步骤被一起用于驱动任务车辆，并且任务车辆因此具有较高的驱动功率。

按照本发明还规定一种用于运行任务车辆的方法。在一种能源模式中，将由次级能量单元产生的电能并且相加于此地将存储在初级能量单元中的电能用于驱动电动机。

在这里有利的是，由此为电动机提供提高的能量。这于是在如下情况下可以是特别有利的：任务车辆例如在尽可能短的时间内必须加速到高的速度，例如在机场中运行时就是这种情况。

附图说明

为了更好地理解本发明，借助以下附图更详细地阐述本发明。

分别以强烈简化的示意图示出：

图1示出示意性示出的任务车辆的侧视图；

图2示出任务车辆的示意性示出的车轮对的俯视图。

具体实施方式

首先要指出，在不同描述的实施形式中相同部件设有相同的附图标记或相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容可以按意义转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件上。在说明中选择的位置说明如上面、下面、侧面等也涉及直接描述的以及所示的附图并且这些位置说明在位置改变时应按意义转用到新的位置上。

在图1中以示意性的侧视图示出任务车辆1。

任务车辆1可以用于各种各样的使用目的，尤其是用作消防车辆、市政公用车辆、专用车辆或运输车辆。

在一种实施变型方案中可以规定，任务车辆1构成为机场救火车辆。

在另一种实施变型方案中可以规定，任务车辆1具有转动梯。

在又一种其他的实施变型方案中可以规定，任务车辆1构成为升降设备平台。

至少两个车轮对3、尤其是至少一个前轮对4和至少一个后轮对5保持或支承在车辆车身2上。每个所述车轮对3具有至少两个车轮6。也可能的是，代替单轮也使用双轮。为了较好的清楚性放弃示出驱动单元或其他的单元或构件部分。

任务车辆1的车辆车身2可以构成为自承载式车身亦或构成为非自承载式车身。在这里理解为还构成用于支承各个车轮对3、驱动元件和许多其他部件的任一结构。尤其是可以规定，车辆车身2包括芯管。该芯管可以在车辆车身2中央沿纵向方向延伸。此外可以规定，车身部件设置在该芯管上。

在这里示出的实施例中，示出作为消防车辆的任务车辆的一种可能的形状。在车辆车身2上可以设有各种各样的接纳格层和/或接纳盒，以便因此能够分类携带对于使用所需的装备物品、工具和更多物品。此外，可以在车辆车身2上设有任务车辆1的驱动单元和/或附加总成。

尤其是可以规定，任务车辆1具有次级能量单元7，该次级能量单元构成用于将储藏在燃料中的能量转化成电能。次级能量单元7例如可以以燃烧发动机、尤其是内燃机8的形式实施，该燃烧发动机与发电机9转矩耦联。在内燃机8中可以燃烧液体或气体燃料并且由此将储藏在燃料中的能量供应给发电机9并且在该发电机中转化成电能。

优选地，将柴油用作在任务车辆1中使用的燃料，其中，内燃机8在该情况中被称为柴油机。尤其是规定，发电机9与内燃机8的输出轴是转矩耦联的。

在另一种实施变型方案中，内燃机8例如也可以用汽油、甲烷、氢气、乙醇或其他燃料运行。

内燃机8在一种优选的实施变型方案中构成为活塞式发动机或例如以旋转活塞式发动机的形式构成、尤其是构成为汪克尔发动机。在其他的实施变型方案中然而也可设想，燃烧发动机例如以涡轮机的形式构成。

此外也可设想，次级能量单元7这样构成，使得可以通过其他化学反应而从燃料获得电能。这样的次级能量单元7例如可以以原电池、例如燃料电池或液流电池的形式实施。此外也可设想，次级能量单元7例如以光伏电池的形式构成，以用于将太阳能转化为电能。

此外，任务车辆1包括初级能量单元10、尤其是蓄电池，该初级能量单元构成用于存储电能。例如可以设置基于锂、钠、镍、铅或其他的各种各样的蓄电池。此外也可设想，例如电容器构成为初级能量单元10。

此外，设有电动机11，该电动机将电能往回转化为机械能、尤其是转化为电动机驱动轴的旋转运动，并且用于驱动用电器。尤其是可以规定，电动机11构成为用于驱动任务车辆1的驱动马达。

在以下、尤其是在图2中更详细地说明驱动单元的准确的构造。

初级能量单元10例如可以通过发电机9充电。此外也可设想，初级能量单元10通过从电动机11中的制动能中获得能量而被充电。

次级能量单元7和初级能量单元10可以设置在任务车辆1的处于内部的区域中。由此任务车辆1的处于外部的区域可以被装备有总成，所述处于外部的区域能由消防人员容易够到，所述总成在使用情况中必须是良好可接近的。

此外，构成有电的线路网12，该电的线路网用于在次级能量单元7、初级能量单元10与电动机11之间传输电能。此外，设有控制电子装置13，借助该控制电子装置可以控制并且监控在电的线路网中的电能的能量流。

尤其是可以通过控制电子装置13实现不同的运行模式，在所述运行模式中，次级能量单元7、初级能量单元10和电动机11不同地配合作用。

例如可以规定，次级能量单元7在确定的时刻提供恰好如在电动机11或在其他消耗器中所需的那么多的能量。因此，在初级能量单元10中既没有馈入能量，也没有从该初级能量单元中取出能量。

此外，也可设想，次级能量单元7提供比在电动机11或其他消耗器中所需的更多的能量并且将这种过量的能量中间存储在初级能量单元10中。

在又一种其他的运行模式中也可能的是，在电动机11或其他的消耗器中需要比在次级能量单元7中可以提供的更多能量并且这种额外的能量由初级能量单元10供应。

在又一种其他的运行模式中也可设想，既没有电动机11也没有其他消耗器需要能量并且将在次级能量单元7中产生的能量中间存储在初级能量单元10中。

在又一种其他的运行模式中也可能的是，次级能量单元7不被激活并且由电动机11或其他消耗器单元所需的电能完全从初级能量单元10得到。

尤其是可以通过控制电子装置13的所描述的设计方案实现，例如次级能量单元7可以在效率良好的功率范围中运行并且对提供能量的不同要求由初级能量单元10补偿。

尤其是在多功能的任务车辆1中可以规定，构成满足不同目的的多个不同的消耗器单元。这例如可以是不同的水泵、液压机组亦或发电机。

此外，可以规定，在任务车辆1上设有承载支架14，次级能量单元7设置在该承载支架中。借助该承载支架14，可以容易地从任务车辆1中取出次级能量单元7。为此，可以构成至少一个设置在承载支架14上的吊环15。

此外可以规定，承载支架14在使用紧固器件16的情况下、尤其是在使用螺钉的情况下与车辆车身2耦联。在承载支架14中可以构成各种各样的支承牵杆17，各个被接纳在承载支架14中的元件和总成可以设置在该支承牵杆上。

在内燃机8用作次级能量单元7时例如可以规定，不仅内燃机8而且发电机9被接纳在承载支架14上。

此外可以规定，在内燃机8与发电机9之间构成可切换的第一耦联器18，该第一耦联器用于断开或建立内燃机8与发电机9之间的机械连接、尤其是转矩连接。

此外，可以在内燃机8与发电机9之间构成传动装置。

此外，任务车辆1可以具有消耗器单元19，该消耗器单元可以同样与内燃机8或发电机9耦联。尤其是可以规定，消耗器单元19以泵的形式实施，该泵例如可以用于泵吸消防用水。

消耗器单元19可以同样被接纳在承载支架14上。尤其是可设想，将消耗器单元19设置在内燃机8之下的平面上。换句话说，内燃机8可以高于消耗器单元19。

此外可以规定，在消耗器单元19与发电机9之间设有变速器20，以便能够实现在消耗器单元19上所需的转速或所需的转矩。

此外可以规定，在消耗器单元19与发电机9之间构成锥齿轮传动装置21。锥齿轮传动装置21可以用于将机械能、尤其是旋转运动从发电机9传输到消耗器单元19上。

此外可以规定，在发电机9与消耗器单元19之间设置可切换的第二耦联器22，借助所述第二耦联器可以中断这两个构件之间的转矩传递。尤其是可以规定，所述可切换的耦联器22与锥齿轮传动装置21构成在一个共同的壳体中。锥齿轮传动装置21可以同样紧固在承载支架14上。

此外，可以作为备选或附加于可切换的第一耦联器18，在内燃机8和发电机9之间构成空转装置23。通过空转装置23可以实现，发电机9在内燃机8运行时由该内燃机驱动。然而，当发电机9作为电动机起作用并且可以驱动消耗器单元19时，内燃机8停止。

各个构件、如内燃机8、发电机9和消耗器单元19借助于传动轴24彼此耦联。

除了已经所描述的部件之外也可以规定，将任务车辆1的其他的安装件或部件设置在承载支架14上。优选地，承载支架14模块化地与车辆车身2耦联，从而该承载支架为了维修目的或修理目的可以容易地从任务车辆1中被拆出。

此外可以规定，在电的线路网12中构成一个或多个插接连接装置，构建在承载支架14中的电单元、例如发电机9借助所述插接连接装置在拆卸该承载支架14时可以容易地被拔出。

尤其是可设想，通过松开紧固器件16并且通过断开电的线路网12可以容易地从任务车辆1中取出承载支架14。在此，设置在承载支架14上的构件可以与该承载支架14一起被从任务车辆1中取出。

在该过程之后，可以在任务车辆1外维修或修理承载支架14或安装在该承载支架上的部件。

在图2中以示例性的俯视图示出用于驱动任务车辆1的车轮对3。在第一实施形式中可能的是，在任务车辆1上构建仅一个被驱动的车轮对3。此外也可设想，任务车辆1的多个或所有车轮对3具有驱动功能。总体上在任务车辆1中构建至少两个车轮对3。

车轮对3的车轮6也可以可选地可转向地实施。

此外，车轮对3的车轮6与车辆车身2耦联，其中，为了清楚性仅示意性地示出该车辆车身。

在第一实施变型方案可以规定，车轮6借助单轮悬架而与车辆车身2耦联。

在另一种实施变型方案中也可以规定，这些车轮6被设置在一个共同的轴上，该轴被接纳在车辆车身2上。

此外，可以构成能量输入接口31，借助该能量输入接口能从外部的能量提供装置、例如其他的任务车辆中得到电能。这样的外部的能量提供装置例如也可以是可移动的能量提供器、例如具有发电机的燃烧发动机或原电池。

此外，可以构成能量输出接口32，借助该能量输出接口能将电能输出给外部的能量获得源、例如其他任务车辆。外部的能量获得源例如也可以是不具有自身的驱动单元的设备、例如在挂车上运输的泵。

如从图2中可见，可以规定，电动机11与差速器25耦联并且驱动车轮6经由两个半轴26而与差速器25转矩耦联。此外可以规定，在电动机11与差速器25之间设有变速器27，借助该变速器可以相应地降低电动机11的转速。变速器27也可以备选地直接地构成在电动机11上、例如以变速马达的形式的电动机。在另一种备选变型方案中也可以规定，变速器27与差速器25设置在一个共同的外壳中。

此外可以规定，构成有第二电动机28，其同样可以耦联到差速器25上。

此外也可设想，在差速器25或变速器27上设有辅助输出装置29，该辅助输出装置具有输出轴30。辅助输出装置29可以用于驱动其他的消耗器单元。

各实施例示出可能的实施变型方案，其中，在这里指出，本发明不限于本发明的特别示出的实施变型方案，而是各个实施变型彼此间不同的组合也是可能的并且这种变化可能性基于通过本发明对技术手段的教导而处于本领域技术人员的能力范围之内。

保护范围通过权利要求书确定。然而，说明书和附图能用于解释权利要求书。所示出的和所描述的不同实施例中的单个特征或特征组合可以是独立的发明性的解决方案。基于所述独立的发明性的解决方案的任务可以从说明书中得出。

对本说明书中的值域的所有说明应理解为：包括任意的和全部由此产生的子域，例如说明1至10应理解成，包括基于下限1和上限10的所有子域，即以1或较大的下限开始并且在10或较小的上限处结束的所有子域，例如1至1.7、或3.2至8.1、或5.5至10。

为清晰起见最后要指出，为了更好地理解构造，部分地不按比例地和/或放大地和/或缩小地示出这些元件。

附图标记列表

1任务车辆

2车辆车身

3车轮对

4前轮对

5后轮对

6车轮

7次级能量单元

8内燃机

9发电机

10初级能量单元

11电动机

12电的线路网

13控制电子装置

14承载支架

15吊环

16紧固器件

17支承牵杆

18可切换的第一耦联器

19消耗器单元

20变速器

21锥齿轮传动装置

22可切换的第二耦联器

23空转装置

24传动轴

25差速器

26半轴

27变速器

28第二电动机

29辅助输出装置

30输出轴

31能量输入接口

32能量输出接口