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EP-4223942-B1 - A WORKING MACHINE

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Inventors

  • DENGG, Reinhard
  • HEUGENHAUSER, GERALD
  • KNAPP, HANS

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20221128

Claims (15)

  1. Work machine, in particular wheel loader, with a cab (2) for the operator of the work machine as well as with a machine compartment (6) arranged behind the cab (2), wherein the work machine has a drive that can be operated with hydrogen or with energy obtained from hydrogen and that one or more tanks (4) for receiving hydrogen are present, wherein the tank or tanks (4) are arranged between the cab (2) and the rear end of the work machine in a hydrogen fuel system, characterized in that a tank system comprising the container or containers has a fastening frame which is designed to deform under the action of a force, in particular in an accident.
  2. Work machine according to claim 1, characterized in that the tank (4) is arranged immediately behind the cab (2).
  3. Work machine according to claim 1 or 2, characterized in that the tank (4) is not arranged above the machine compartment (6).
  4. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the tank (4) is arranged between the cab (2) and the machine compartment (6) and/or that a recess is arranged behind the cab (2) in which the tank (4) is located.
  5. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the hydrogen fuel system is suitable for storing hydrogen in liquid and/or gaseous form and/or in bound form and/or that a structure protecting against mechanical influences is present which at least partially surrounds the hydrogen fuel system.
  6. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that a cladding is present which at least partially surrounds the hydrogen fuel system and/or that no other component of the work machine is located above the hydrogen fuel system which can represent an ignition source.
  7. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the work machine has a fuel cell for generating electrical energy by means of hydrogen and/or has a hydrogen internal combustion engine.
  8. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the work machine does not have an internal combustion engine for diesel fuel or gasoline for driving the work machine or that the work machine, in addition to the drive that can be operated with hydrogen, has an internal combustion engine for diesel fuel or gasoline for driving the work machine.
  9. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the components of the hydrogen fuel system are not fixedly connected to the work machine, but are replaceable.
  10. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the hydrogen fuel system at least partially forms a pre-assembled module and/or that the hydrogen fuel system comprises or consists of one or more of the components tank (4) for receiving hydrogen or containing hydrogen, valve, piping.
  11. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that a predetermined breaking point is present which is designed and arranged such that the tank (4) and/or a tank system comprising the container or containers, under the action of a force, in particular in an accident, at the predetermined breaking point releases from the work machine and in particular from its vehicle frame or moves relative thereto.
  12. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the work machine has a rear-side access.
  13. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the work machine has a base frame and that, in particular in the event of an accident, a part of the occurring forces is diverted to the base frame via the tank or tanks and/or via a tank system comprising the tank or tanks.
  14. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that components with low mechanical strength and/or safety-technically highly sensitive components are surrounded by a structure that protects against mechanical influences.
  15. Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that a safety mechanism is present which is designed to ensure, in the event of an uncontrolled hydrogen escape due to one or more damaged components, that the valve or valves of the tank or tanks (4) are closed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Radlader, mit einer Kabine für den Führer der Arbeitsmaschine sowie mit einem hinter der Kabine angeordneten Maschinenraum. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Radlader mit einer Kabine für den Führer der Arbeitsmaschine und mit einem Maschinenraum auszuführen, wobei sich in dem Maschinenraum ein Dieselmotor befindet, der zum Vortrieb der Arbeitsmaschine dient. Im Zuge der Decarbonisierung stellt sich auch im Bereich von Arbeitsmaschinen die Frage nach alternativen Energieträgern, wie beispielsweise Wasserstoff. Dessen Einsatz hat sich weder bei Personen- noch bei Nutzfahrzeugen durchgesetzt. Das Patentdokument US 2016/226086 A1 stellt einen relevanten Stand der Technik dar. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass diese für den Einsatz alternativer Energieträger, insbesondere von Wasserstoff, besonders geeignet ist. Diese Aufgabe wird durch eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass die Arbeitsmaschine über einen Antrieb verfügt, der unmittelbar oder mittelbar mit Wasserstoff betreibbar ist und dass ein oder mehrere Tanks zur Aufnahme von Wasserstoff vorhanden ist, wobei der oder die Tanks zwischen der Kabine und dem Heck der Arbeitsmaschine in einem Wasserstoff-Kraftstoffsystem angeordnet sind. Dieser Antrieb ist oder umfasst vorzugweise einen Antrieb, der zum Vortrieb der Arbeitsmaschine dient, d.h. einen Fahrantrieb. Diese Anordnung des oder der Wasserstofftanks im Wasserstoff-Kraftstoffsystem erlaubt die bestmögliche Ausnutzung des Bauraums unter vollständiger oder weitgehender Beibehaltung der Fahrzeugaußenabmessungen eines Radladers oder einer sonstigen Arbeitsmaschine mit Dieselmotor. Weitere Vorteile bestehen darin, dass ein vergleichsweise niedriger Schwerpunkt erzielt wird, dass eine Positionierung möglichst im Zentrum der Arbeitsmaschine möglich ist bzw. vorliegt, um die Gefahr des Anfahrens zu verringern und dass eine räumliche Trennung des oder der Tanks von heißen und zündfähigen Umgebungsbedingungen im Maschinenraum erfolgt. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht in der guten Zugänglichkeit des Wasserstoff-Kraftstoffsystems für Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten sowie in der Möglichkeit, dieses hinreichend vor Beschädigungen zu schützen. Der oder die Tanks sind vorzugsweise Bestsandteil eines Tanksystems, das außer den Tanks Rohrleitungen und/oder Ventile etc. zur Führung und Steuerung des Wasserstoffs umfasst. An sich ist die Anordnung des Wasserstoff-Kraftstoffsystems hinter der Kabine unter Umständen insofern nachteilig, als dass das Sichtfeld des Maschinenführers nach hinten eingeschränkt werden kann. Dieses Problem kann einerseits durch die Verwendung von Kameras und/oder Sensoren zur Erfassung des vom Maschinenführer nicht einsehbaren Bereichs behoben werden. Vorzugsweise befindet sich der oder die Tanks in einem Bereich zwischen der Kabine und dem heckseitigen Maschinenraum der Arbeitsmaschine. Diese Anordnung ist einerseits für die Konzentrierung des Schwerpunktes im Zentrum der Arbeitsmaschine vorteilhaft und andererseits insofern vorteilhaft, als dass im Falle einer Wasserstoffleckage hohe Sicherheitsmaßstäbe erfüllt werden, da sich in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung oberhalb des Tanksystems keine Komponenten befinden, die zur Entzündung des Luft-Wasserstoffgemisches führen könnten. Dies erlaubt eine verhältnismäßig große Menge an Wasserstoff am Gerät mitzuführen und dennoch die geltenden Richtlinien und Normen hinsichtlich Tankeinbau und Sicherheit des Wasserstofftanksystems uneingeschränkt zu erfüllen. Darüber hinaus können die Behälter übersichtlich und servicefreundlich an einem Einbauort konzentriert angeordnet werden. Die Art der Speicherung von Wasserstoff ist beliebig. Der Tank kann beispielsweise geeignet sein, Wasserstoff in flüssiger und/oder gasförmiger Form und/oder in gebundener Form zu speichern. Das Wasserstoff-Kraftstoffsystem ist bereits durch seine erhöhte Position auf dem Maschinenraum bzw. auf dessen Abdeckung geschützt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zudem eine Verkleidung vorhanden ist, die das Wasserstoff-Kraftstoffsystem vollständig oder teilweise umgibt. Bevorzugt ist es, wenn sich oberhalb des Wasserstoff-Kraftstoffsystems kein anderer Bestandteil der Arbeitsmaschine befindet. Dies hat den erheblichen Vorteil, dass Wasserstoff im Falle einer Leckage ungehindert nach oben entweichen kann und nicht mit einer Komponente der Arbeitsmaschine in Kontakt kommt. Die Wahrscheinlichkeit für die Entzündung von entweichendem Wasserstoff durch eine ggf. heiße Maschinenkomponente ist dadurch minimiert. Die Umsetzung der hiermit beschriebenen Tankanordnung ermöglicht es, eine verhältnismäßig große Menge an Wasserstoff am Gerät mitzuführen und gerade mit dieser Tankanordnung können die relevanten Richtlinien und Normen hinsichtli