BE1028704B1 - Aandrijfsysteem voor een werkvoertuig - Google Patents

Abstract

Aandrijfsysteem voor een werkvoertuig met minstens twee aangedreven wielen en minstens één hydraulische actuator, waarbij het aandrijfsysteem een eerste elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een eerste hydraulische pomp voor het aandrijven van de minstens twee wielen, en waarbij het aandrijfsysteem een tweede elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een tweede hydraulische pomp voor het aandrijven van de minstens één hydraulische actuator, waarbij de eerste hydraulische pomp een tweerichtingspomp is die rechtstreeks verbonden is met tweerichtingsrotoren bij de wielen zodat een rotatie van de tweerichtingspomp evenredig overgebracht wordt naar de wielen, en waarbij de eerste elektromotor voorzien is van een regelaar voor het aansturen van de elektromotor op basis van een eerste input die gerelateerd is aan een gewenste verplaatsing van het werkvoertuig.

Description

Aandrijfsysteem voor een werkvoertuig De huidige uitvinding heeft betrekking op een aandrijfsysteem voor een werkvoertuig met minstens twee aangedreven wielen en minstens één hydraulische cilinder.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op hydraulische werkvoertuigen, bij voorkeur compacte hydraulische werkvoertuigen, waarbij zowel de wielen door middel van hydraulische motoren aangedreven worden alsook minstens één werkingsonderdeel door een hydraulische actuator aangedreven wordt. Een voorbeeld van een dergelijk hydraulisch werkvoertuig is een graafmachine met een schep, een kraantje, cen heftruck of ander werkvoertuig. In het bijzonder is het hydraulische werkvoertuig een kniklader. Een kniklader is cen werkvoertuig met cen achterste segment en een voorste segment die pivoteerbaar zijn ten opzichte van elkaar rond een opstaande as. Daarbij zijn de wielen in het achterste segment nagenoeg vast verbonden met dit achterste segment en zijn de wielen in het voorste segment nagenoeg vast verbonden met dit voorste segment. Het links en rechts sturen van het werkvoertuig wordt primair gerealiseerd door het pivoteren van het voorste deel ten opzichte van het achterste deel van het voertuig.

Dergelijke werkvoertuigen hebben typisch een aandrijfsysteem met een verbrandingsmotor. De verbrandingsmotor heeft een uitgangsas die mechanisch gekoppeld is met één of meerdere hydraulische pompen. Deze hydraulische pompen leveren oliedruk waarmee hydraulische actuatoren, zowel rotors als cilinders, kunnen bediend worden. Voor het bedienen van de rotors en cilinders wordt een hydraulisch stuursysteem voorzien met gestuurde kleppen, drukregelaars, enz. Een dergelijk hydraulisch stuursysteem wordt ook het hydraulisch regelmechanisme genoemd, en kan zeer complex en duur zijn. Bij een gekende regeling wordt de input van de gebruiker, waarmee de gebruiker gewenste bewegingen van de verschillende onderdelen en elementen van het werkvoertuig aangeeft, door de hydraulische regelmiddelen omgezet in bewegingen van respectievelijke hydraulische actuatoren. De hydraulische pomp is daarbij voorzien om het hydraulische vermogen te regelen, terwijl de hydraulische pomp vermogen krijgt van de verbrandingsmotor.

Net zoals bij commerciële voertuigen is er ook voor werkvoertuigen in de markt een vraag naar elektrisch aangedreven exemplaren. EP 2 444 555 beschrijft een hydraulisch systeem dat aangedreven wordt door twee elektromotoren. Daarbij levert de eerste elektromotor energie voor cen primaire groep actuatoren, en levert cen tweede elektromotor energie voor een secundaire groep actuatoren. Een nadeel van deze opbouw is dat ze suboptimaal is voor kleinere hydraulische werkvoertuigen, meer bepaald voor knikladers.

Het is een doel van de uitvinding om een aandrijfsysteem voor een werkvoertuig te voorzien dat compact kan gebouwd worden en eenvoudig kan aangestuurd worden.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een aandrijfsysteem voor een werkvoertuig met minstens één aangedreven wiel, waarbij het aandrijfsysteem een eerste elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een eerste hydraulische pomp die deel uitmaakt van een eerste hydraulische circuit voor het aandrijven van het minstens één wiel, waarbij de eerste hydraulische pomp een tweerichtingspomp is die via het eerste hydraulische circuit rechtstreeks verbonden is met een hydraulische tweerichtingsrotor bij het minstens één wiel zodat cen rotatie van de tweerichtingspomp een nagenoeg proportionele rotatie van de tweerichtingsrotor induceert teneinde het minstens één wiel aan te drijven, waarbij het aandrijfsysteem een tweede elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een tweede hydraulische pomp die deel uitmaakt van een tweede hydraulische circuit, waarbij het tweede hydraulische circuit gekoppeld is met het eerste circuit om een hydraulische vuldruk in het eerste circuit te regelen via het tweede hydraulische circuit.

Bij voorkeur bevat het aandrijfsysteem verder minstens één hydraulische actuator die aandrijfbaar is via een hydraulisch circuit dat gekoppeld is met de tweede elektromotor.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de koppelgrafiek van een elektromotor fundamenteel verschillend is van de koppelgrafiek van een verbrandingsmotor, wat toelaat een elektromotor fundamenteel anders te gebruiken in een hydraulisch systeem dan een verbrandingsmotor. In het aandrijfsysteem volgens de uitvinding wordt een onderscheid gemaakt tussen het voortbewegen van het voertuig enerzijds en het bedienen van hydraulische actuatoren anderzijds. Daarbij zal duidelijk zijn voor de vakman dat er minstens één hydraulische actuator die in de afhankelijke conclusies en beschrijving als dusdanig beschreven is, een andere actuator is dan de actuatoren die de wielen aandrijven. Dit zal duidelijk zijn uit de context en opbouw van de conclusies. Met andere woorden wordt het aandrijfsysteem voor het werkvoertuig volgens de uitvinding in twee aandrijflijnen verdeeld.

Een eerste aandrijflijn dient bij voorkeur voor het aandrijven van de wielen, voor het voortbewegen van het werkvoertuig. Een tweede aandrijflijn dient bij voorkeur voor het bedienen van de minstens een hydraulische actuator. Omdat de aandrijflijnen losgekoppeld zijn van elkaar, kan met name de eerste elektromotor, die voorzien is in de eerste aandrijflijn, fundamenteel verschillend gebruikt worden dan de tweede elektromotor, die voorzien is in de tweede aandrijflijn. Meer bepaald zal de eerste elektromotor gekoppeld worden met een twee- richtingspomp. Deze twee-richtingspomp is rechtstreeks verbonden met hydraulische twee- richtingsrotoren bij de wielen. De vakman zal begrijpen dat hierdoor een rotatie van de pomp rechtstreeks overgebracht kan worden naar een evenredige rotatie van de rotoren bij de wielen.

Door deze opbouw kan het complexe hydraulische regelmechanisme dat typisch voorzien wordt tussen de pomp en de rotoren bij de wielen nagenoeg volledig weggelaten worden. Namelijk deze specifieke opbouw laat toe om een rotatie van de elektromotor rechtstreeks over te brengen op de wielen. Dit is mogelijk omdat de elektromotor die gekoppeld is met de eerste hydraulische pomp een maximaal koppel kan leveren vanaf stilstand. Dit is een eigenschap die bekend is bij elektromotoren en die in deze context optimaal benut kan worden.

Een rechtstreekse mechanische koppeling tussen de elektromotor en de eerste hydraulische twee-richtingspomp laat toe om de pomp in twee richtingen aan te drijven via de eerste elektromotor. De vakman begrijpt dat door de combinatie van rechtstreekse koppeling tussen de eerste elektromotor en de twee-richtingspomp, en door de rechtstreekse verbinding tussen de twee richtingsrotoren en de pomp, een rotatie van de elektromotor rechtstreeks overgebracht wordt naar de wielen. Deze opbouw laat toe om de regeling van de aandrijving van de wielen te doen door het rechtstreeks regelen van de aandrijving van de elektromotor. Elektromotoren kunnen goed en goedkoop en betrouwbaar aangestuurd worden, waardoor dit een optimale oplossing blijkt. De regelaar die nodig is voor het aansturen van de elektromotor blijkt compacter en noemenswaardig goedkoper dan een vergelijkbaar hydraulisch regelmechanisme voor het regelen van de aanbrenging van de wielen.

Een initieel nadeel van deze opbouw is dat in een gesloten hydraulische systeem moeilijk hydraulische spoeling en/of filtering te realiseren is en/of dat een basisdruk moeilijk aan te leggen is om een dergelijk gesloten hydraulische systeem te laten functioneren. Dit wordt opgelost in de uitvinding door de tweede aandrijflijn of het tweede hydraulische circuit te gebruiken om een vuldruk te leveren in het eerste hydraulische circuit of in de eerste aandrijflijn.

De tweede aandrijflijn bevat een tweede elektromotor met een tweede hydraulische pomp die oliedruk levert bij voorkeur voor minstens een hydraulische actuator.

Daarbij kan de regeling van de tweede aandrijflijn op een meer traditionele manier opgebouwd zijn. Dit wil zeggen dat een input van de gebruiker primair door hydraulische regelmiddelen zal verwerkt worden om een beweging in de betreffende hydraulische actuator te realiseren. Dit zal cen invloed hebben op de oliedruk, die gecompenseerd wordt door de tweede hydraulische pomp. De tweede hydraulische pomp kan daarbij de tweede elektromotor aansturen.

Tests hebben uitgewezen dat het voorzien van één elektromotor voor het aandrijven van de wielen, welke ene elektromotor via een twee-richtingspomp gekoppeld wordt met hydraulische rotoren bij de wielen goedkoper en betrouwbaarder is dan het voorzien van elk wiel van één elektrische motor. Hydraulische rotoren blijken beter bestand tegen de ruwe werkingsomstandigheden waarin een werkvoertuig opereert. Verder zijn hydraulische rotoren compacter dan elektromotoren met een vergelijkbaar vermogen. Hydraulische rotoren kunnen met bekende technieken op een robuuste en betrouwbare manier voorzien worden voor het aandrijven van de wielen. De eerste aandrijflijn kan op eenvoudige en efficiënte wijze van druk en spoeling voorzien worden door koppeling met de tweede aandrijflijn.

Kenmerken van voorkeurs uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn in de afhankelijke conclusies opgenomen en hieronder verder beschreven.

Bij voorkeur vormen de eerste elektromotor en de eerste hydraulische pomp een eerste aandrijflijn die primair geregeld is door de elektromotor op basis van een eerste input. De input komt van een gebruiker en is gerelateerd aan een gewenste verplaatsing van het voertuig. Deze eerste input wordt geleverd aan de eerste elektromotor. Rotatie van de eerste elektromotor zal, door de opbouw van de eerste aandrijflijn, rechtstreeks resulteren in een overeenstemmende verplaatsing van het werkvoertuig. Dit laat een eenvoudige regeling toe, en voorziet in een betrouwbaar systeem.

Bij voorkeur bevat de eerste input een verplaatsingssnelheid en een verplaatsingsrichting, en bevat de regelaar een functie om op basis van de verplaatsingssnelheid en de verplaatsingsrichting een rotatiesnelheid en een rotatierichting van de elektromotoren te bepalen. Het werkvoertuig kan vooruit of achteruit verplaatst worden, en een gebruiker kan de gewenste snelheid van het voertuig bepalen. De snelheid kan absoluut bepaald worden, of kan relatief bepaald worden doordat over een voorafbepaalde tijd een voorafbepaalde versnelling gevraagd wordt. Deze input van de verplaatsingssnelheid en de verplaatsingsrichting kan door een regelaar rechtstreeks omgezet worden in een rotatiesnelheid en rotatierichting van de elektromotor. Omdat de elektromotor, via de hydraulische twee-richtingspomp, rechtstreeks gekoppeld is met de hydraulische twee-richtingsrotoren bij de wielen, zal de rotatiesnelheid en rotatierichting van de elektromotor rechtstreeks een overeenstemmende verplaatsingssnelheid en verplaatsingsrichting van het werkvoertuig veroorzaken. Dit kan door de regelaar in een functie, bij voorkeur een wiskundige functie, typisch een lineaire functie, voorzien zijn.

Bij voorkeur zijn hydraulische regelmiddelen voorzien tussen de tweede hydraulische pomp en de minstens één hydraulische actuator voor het aansturen van de minstens één hydraulische actuator op basis van een tweede input die gerelateerd is aan een gewenste beweging van de minste een hydraulische actuator. De tweede aandrijflijn bevat tussen de tweede hydraulische pomp en de minstens ene hydraulische actuator hydraulische regelmiddelen. Hydraulische regelmiddelen zorgen voor de aansturing van de hydraulische actuator op basis van cen input van de gebruiker, die hier de tweede input genoemd wordt.

Bij voorkeur is de tweede hydraulische pomp operationeel gekoppeld met de tweede elektromotor voor het aansturen daarvan. De tweede hydraulische pomp doet een vraagsturing naar de tweede elektromotor voor het vragen van de benodigde energie. Anders dan in de eerste aandrijflijn, waar de elektromotor door een regelaar aangedreven wordt op basis van de eerste input, zal in de tweede aandrijflijn de elektromotor aangestuurd worden door de hydraulische pomp. Anders gezegd is in de eerste aandrijflijn de elektromotor leidend voor de bewegingen en drukken in de eerste aandrijflijn terwijl in de tweede aandrijflijn de hydraulische 5 regelmiddelen samen met de pomp leidend zijn voor de drukken en beweging in de tweede aandrijflijn. In de tweede aandrijflijn ontvangt de elektromotor regelsignalen van zijn last, en is daardoor slaaf (master-slave) van zijn last. In de eerste aandrijflijn wordt de eerste elektromotor aangestuurd door de regelaar op basis van de eerste input, en is geen noemenswaardige terugkoppeling voorzien van de last, zijnde de eerste hydraulische pomp en de hydraulische twee- richtingsrotoren bij de wielen, naar de eerste elektromotor. Dat wil zeggen dat de eerste elektromotor meester is (master-slave) van zijn last.

Bij voorkeur is de eerste hydraulische pomp van het verdringingstype zodanig dat cen ingangsrotatie geleverd door de motor omgezet wordt naar een evenredige hoeveelheid verplaatste olie. Wanneer de eerste hydraulische pomp van het verdringingstype is, kan een nagenoeg lineaire verhouding vastgesteld worden tussen enerzijds de rotatie van de elektromotor en anderzijds de olie die verplaatst wordt door de eerste hydraulische pomp. Dit laat een cenvoudige regeling toe van verplaatsing van het werkvoertuig door de aansturing van de eerste elektromotor. Daarbij is bij voorkeur de eerste hydraulische pomp en/of zijn de rotoren voorzien om een variabel debiet in te stellen. Door het variabel instellen van een debiet kan de hierboven genoemde lineaire verhouding ingesteld worden en/of gewijzigd worden tijdens gebruik.

Bij voorkeur bevat elk aangedreven wiel een wielslipsensor die operationeel gekoppeld is met cen klep tussen de eerste hydraulische pomp en de twee-richtingsrotor van het respectievelijke wiel zodat slip minimaliseerbaar is door bediening van de klep. De vakman begrijpt dat de kleppen in normale werkingsomstandigheden geen noemenswaardige invloed hebben op de snelheid en richting en beweging van het voertuig, en slechts bedoeld zijn voor het ingrijpen wanneer wielslip optreedt. De klep vormt een mechanisme om het vermogen dat geleverd wordt naar het wiel te verminderen wanneer dit vermogen niet overgebracht kan worden naar cen ondergrond. In voertuigen is dit bekend als tractiecontrole, bij het versnellen, en anti- blokkeersysteem (ABS) bij het vertragen. De vakman begrijpt dat de klep tussen de hydraulische pomp en de twee-richtingsrotor typische volledig openstaat zodanig dat de klep geen invloed heeft op de werking van de aandrijving, totdat wielslip gedetecteerd wordt, waarna kleppen op basis van regels en/of algoritmes kunnen bediend worden om de wielslip te compenseren en te minimaliseren.

Bij voorkeur bevat de minstens één hydraulische cilinder een stuurcilinder die een hoek van minstens een voorste wiel ten opzichte van minstens een achterste wiel stuurt. Via de stuurcilinder kan het werkvoertuig links-rechts gestuurd worden. Door het voorzien van een links- rechts sturing via een stuurcilinder, kunnen alle wielen parallel met een hydraulische twee- richtingspomp verbonden worden. Sturing komt namelijk primair door de positie van de stuurcilinder, en niet door rotatieverschillen tussen linker- en rechterwielen.

Bij voorkeur stemt een voorwaartse gewenste verplaatsing overeen met een rotatie van de eerste elektromotor in een eerste rotatierichting terwijl een achterwaartse gewenste verplaatsing overeenstemt met een rotatie van de eerste elektromotor in een tweede rotatierichting die tegengesteld is aan de eerste rotatierichting. Verder bij voorkeur stemt een gewenste snelheid overeen met een rotatiesnelheid van de eerste elektromotor. Zoals hierboven beschreven, kan door de rechtstreekse koppeling van de elektromotor, via de hydraulische pomp en hydraulische rotoren met de wielen van het voertuig, de snelheid en beweegrichting van het voertuig geregeld worden door een overeenstemmende snelheid en rotatierichting van de eerste elektromotor.

Bij voorkeur is minstens een batterij voorzien voor het leveren van stroom aan de eerste elektromotor en aan de tweede elektromotor. De minstens een batterij kan een hoge spanningsbatterij zijn, of kan een andere batterij zijn of combinatie van batterijen zijn zoals bekend in de stand van de techniek.

Bij voorkeur is de tweede hydraulische pomp operationeel verbonden met een hydraulisch circuit dat de rechtstreekse verbinding vormt tussen de tweerichtingspomp en de hydraulische tweerichtingsrotoren en voorzien is om een vooraf bepaalde werkingsdruk te leveren aan het hydraulisch circuit. Wanneer de eerste hydraulische pomp rechtstreeks verbonden is met de rotoren en deze in twee richtingen kan aandrijven, wordt een extern element voorzien om een werkingsdruk te leveren in het hydraulische circuit dat zich tussen de eerste hydraulische pomp en de rotoren uitstrekt. Bij voorkeur wordt deze werkingsdruk geleverd door de tweede hydraulische pomp. Meer bij voorkeur bevatten de hydraulische regelmiddelen in de tweede aandrijflijn een mechanisme en koppeling met het hydraulische circuit voor het leveren van een vooraf bepaalde werkingsdruk. Alternatief wordt een accumulator voorzien in het hydraulische circuit om een werkingsdruk te leveren.

De uitvinding heeft verder betrekking op een hydraulisch werkvoertuig met een aandrijfsysteem volgens de uitvinding. Bij voorkeur zijn de eerste en tweede elektromotor en de eerste en tweede hydraulische pomp in een motorcompartiment voorzien, en zijn de hydraulische pompen via hydraulische leidingen operationeel verbonden met de minstens een hydraulische actuator en de twee richtingsrotoren. Deze opbouw laat toe om een hydraulisch werkvoertuig modulair op te bouwen in de zin dat de eindklant kan kiezen tussen aandrijving door een verbrandingsmotor of door het aandrijfsysteem volgens de uitvinding. Bij beide aandrijfsystemen worden vanuit het motorcompartiment met hydraulische leidingen de hydraulische actuatoren en twee richtingsrotoren bij de wielen aangesloten.

Deze opbouw is daarom noemenswaardig voordelig bij de productie en het vermarkten van de hydraulische werkvoertuigen.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening laat : figuur 1 een hydraulisch werkvoertuig zien volgens de prior art; figuur 2 een hydraulisch werkvoertuig zien volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; figuur 3 een bovenaanzicht zien van een hydraulisch werkvoertuig volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding; figuur 4 een werkingsschema zien van een aandrijving volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; figuur 5 een uitvoeringsvorm zien van een eerste hydraulische circuit, gekoppeld met het tweede hydraulische circuit; en figuur 6 een uitvoeringsvorm zien van hoe meerdere rotoren kunnen verbonden worden in het eerste hydraulische circuit.

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.

Figuur 1 toont cen voertuig waarin een verbrandingsmotor 11 is gekoppeld via een as met een hydraulische pomp 12. De hydraulische pomp 12 voorziet hydrauliek voor de aandrijving van de wielen 4, voor de voortbeweging van het voertuig, alsook voor de aandrijving van de systemen 17, voor de werking van het voertuig.

Hydraulische pomp 12 is verbonden via hydraulische regelmiddelen 13 met de wielen 14. De pomp 12 levert een druk terwijl de regelmiddelen 13 het debiet en de stroomrichting naar de wielen 14 bepalen.

Ter plaatse van de wielen 14 zijn hydraulische actuatoren, in het bijzonder rotoren (niet weergegeven in figuur 1), voorzien.

Hydraulische pomp 12 is verder verbonden via hydraulische regelmiddelen 16 met de actuatoren 17, waarvan er ter voorbeeld slechts één cilinder is weergegeven.

De pomp 12 levert een druk terwijl de regelmiddelen 16 het debiet en de stroomrichting naar de actuatoren 17 bepalen.

Door deze opbouw kan een voertuig volgens de stand van de techniek bewegen en werken.

Meer bepaald kunnen de wielen 14 geroteerd worden in een rotatierichting en met een snelheid die door een gebruiker gevraagd wordt.

Deze rotatierichting en snelheid worden door de regelmiddelen 13 voorzien.

Ook kunnen hydraulische werkingselementen 17 bediend worden door een gebruiker, waarbij de regelmiddelen 16 de werkingselementen 17 bedienen op basis van een input van de gebruiker.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm van de uitvinding voor het aandrijven van een gelijksoortig voertuig met behulp van een elektromotor. De laatste trap van de aandrijving is gelijkaardig aan een traditionele opbouw. Met name worden de wielen nog steeds hydraulisch aangedreven en worden de actuatoren nog steeds hydraulisch aangedreven. Tests hebben uitgewezen dat dit optimaal is.

In de aandrijving volgens de uitvinding zijn zijn twee elektromotoren 1A en 2A voorzien. Daarbij is de eerste elektromotor 1A mechanisch met de eerste hydraulische pomp 2 verbonden. De eerste hydraulische pomp 2 kan als enkele pomp of als dubbele pomp uitgevoerd zijn. Wanneer de eerste hydraulische pomp enkelvoudig uitgevoerd is, zullen alle aangedreven wielen met de ene pomp verbonden zijn. Wanneer de eerste hydraulische pomp dubbel uitgevoerd is, zullen de helft van de aangedreven wielen met de ene, en de andere helft van de aangedreven wielen met de andere van de dubbele pomp verbonden zijn. De eerste hydraulische pomp 2 is een tweerichtingspomp, bij voorkeur van het verdringingstype. Dit wil zeggen dat de pomp mechanisch aandrijfbaar is in een eerste richting om de olie in een eerste richting te bewegen en dat de pomp mechanisch aandrijfbaar is in een tweede richting om de olie in een tweede richting te bewegen. Omdat een elektromotor eenvoudig in twee rotatierichtingen kan aangedreven worden en cen maximaal koppel kan ontwikkelen vanaf stilstand, is de eerste hydraulische pomp 2 rechtstreeks met de rotoren bij de wielen 4 gekoppeld. Daarbij is in principe geen regelmechanisme analoog aan regelmechanisme 13 uit de stand van de techniek meer nodig. Dit is in de praktijk een groot voordeel.

Optioneel kan een klep (niet weergegeven) voorzien worden tussen de eerste hydraulische pomp 2 en elk van de rotoren bij de wielen 4. Deze klep zal in normale werking volledig open staan en dus geen invloed hebben op de aandrijving van de wielen 4. Wanneer wielslip gedetecteerd wordt, kan de klep geactiveerd worden om het vermogen naar het slippende wiel te verminderen en zo de slip te minimaliseren of compenseren. Zelfs wanneer een dergelijke klep geplaatst is tussen de rotoren bij de wielen 4 en de eerste hydraulische pomp 2, zullen de rotoren nog steeds beschouwd zijn als rechtstreeks verbonden met de pomp omdat de klep geen rechtstreekse invloed heeft op de werking in normale omstandigheden. Om kans op wielslip te verminderen kunnen meerdere rotoren hydraulisch in serie geplaatst worden.

Om onafhankelijke werking van de hydraulische actuatoren, waarvan één cilinder 7 getoond is, te voorzien, is een tweede elektromotor 1B voorzien die gekoppeld is met de tweede hydraulische pomp 5. De tweede hydraulische pomp 5 kan als een enkelvoudige of tweevoudige pomp uitgevoerd zijn. Deze pomp 5 is op conventionele manier via regelmiddelen 6 met de cilinders 7 verbonden. De regelmiddelen 6 zijn analoog aan bekende regelmiddelen 16 om de cilinder 7, die analoog is aan de werkingselementen 17, aan te sturen.

Deze opbouw van de uitvinding zoals getoond in figuur 2 is een vereenvoudiging ten opzichte van de bestaande opbouw zoals getoond in figuur 1 omdat de regelmiddelen 13, die complex en duur zijn, overbodig zijn. De robuustheid en flexibiliteit in werking blijft echter hoog. Ook blijkt de sturing van de wielen eenvoudig te realiseren door het sturen van de eerste elektromotor 1 A.

In de uitvinding worden twee elektromotoren 1A en 1B voorzien in een werkvoertuig 10, waarbij de eerste elektromotor 1A enkel dient voor aandrijving van de wielen 4 via een hydraulische twee richtingspomp 2. Daarbij zijn hydraulische regelsystemen in de aandrijving overbodig omdat rotatie van de eerste elektromotor 1A rechtstreeks via de hydraulische pomp 2 naar de rotoren bij de wielen 4 wordt overgebracht.

Zowel in figuur 1 als in figuur 2 is een motorcompartiment 9 getoond. Het opbouwen van het voertuig 10 met een motorcompartiment 9 heeft als voordeel dat een aandrijving volgens de uitvinding kan vervangen worden door een traditionele aandrijving en omgekeerd. Namelijk vanaf het motorcompartiment 9 vertrekken hydraulische leidingen naar zowel de rotoren bij de wielen 4, 14 alsook naar de hydraulische werkelementen 7, 17.

In figuur 2 is verder een operationele verbinding 19 getoond tussen de tweede aandrijflijn en de eerste aandrijflijn. Meer bepaald zijn de hydraulische regelmiddelen 6 verbonden met het hydraulische circuit dat zich uitstrekt tussen de eerste hydraulische pomp 2 en de rotoren bij de wielen 4. Door deze verbinding kan een werkingsdruk geleverd worden door de tweede hydraulische pomp 5 aan het hydraulische circuit. Verder laat deze verbinding toe om olie in het hydraulische circuit te verversen en/of spoelen en/of reinigen. Verder kan koeling van olie voorzien worden via de operationele verbinding 19. Dit wordt hieronder verder toegelicht aan de hand van figuren 5 en 6.

Figuur 3 toont een bovenaanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding. In het bijzonder toont figuur 3 een bovenaanzicht van het werkvoertuig dat uitermate geschikt is voor toepassing van de aandrijving volgens de uitvinding. Het werkvoertuig uit figuur 3 heeft een voorste segment 22 en een achterste segment 23 dat ten opzichte van elkaar kan pivoteren rond een opstaand scharnierpunt 25. Een werkvoertuig met een dergelijke opbouw wordt ook wel een knikvoertuig of, wanneer vooraan een laadbak of een schep 8 voorzien is, een kniklader genoemd. Bij een knikvoertuig of kniklader zijn de wielen 4 van het voorste segment 22 vast verbonden met het chassis van dat segment. De wielen 4 in het achterste segment 23 zijn vast verbonden met het chassis van dat segment. Rotatie van het voertuig gebeurt primair door het pivoteren van de segmenten 22 en 23 ten opzichte van elkaar rond de as 25. Hiertoe wordt typisch cen stuurcilinder 21 voorzien. Het voordeel van een dergelijke opbouw is dat de wielsnelheid van de verschillende wielen nagenoeg gelijk blijft. Dit is anders wanneer alle wielen vast met hetzelfde vaste chassis voorzien worden, waarbij de rechterwielen geforceerd sneller aangedreven worden dan de linkerwielen of omgekeerd, om draaiing van het voertuig te forceren. De uitvinding is bij voorkeur toepasbaar bij alle voertuigtypes waarbij draaien van het voertuig door een stuurmechanisme of stuurcilinder gebeurt en niet door het geforceerd sneller/trager aandrijven van bepaalde wielen. Dergelijke opbouwen zijn bekend door de vakman en worden daarom niet verder toegelicht in deze beschrij ving.

In het bovenaanzicht uit figuur 3 is weergegeven hoe elk van de wielen 4 een rotor 20 heeft. Deze rotor 20 is een tweerichtingsrotor en drijft de wielen 4 aan. Elke tweerichtingsrotor 20 is vloeistof verbonden met het motorcompartiment 9 via hydraulische leidingen. Figuur 3 toont verder ook de schepcilinder 24 die gebruikt wordt om de schep 8 te kantelen.

Figuur 4 toont principieel hoe de aandrijving volgende de uitvinding opgebouwd is en aangestuurd kan worden. Daarbij illustreert figuur 4 hoe de aandrijving een eerste aandrijflijn, bevattende een eerste hydraulische circuit 27 en een tweede aandrijflijn, bevattende een tweede hydraulische circuit 28 heeft. De eerste aandrijflijn 27 bevat de eerste elektromotor 1A, de eerste hydraulische twee-richtingspomp 2, en de twee-richtingsrotoren 20 die de wielen 4 aandrijven. In figuur 4 zijn slechts drie wielen 4 weergegeven. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat uitvoeringen kunnen bedacht worden waarbij het voorste segment 22 of het achterste segment 23, zoals weergegeven in figuur 3, voorzien wordt van slechts één centraal gepositioneerd wiel 4. In de eerste aandrijflijn 27 wordt de hydraulische werkingsdruk primair geleverd door een ander element dan de eerste hydraulische pomp 2. De eerste hydraulische pomp 2 regelt primair de stroomsnelheid en stroomrichting van de olie in de eerste aandrijflijn 27. De hydraulische werkingsdruk of vuldruk in de eerste aandrijflijn 27 wordt primair geregeld door een een koppeling met de tweede aandrijflijn 28, hieronder verder toegelicht met verwijzing naar figuur 5. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat de eerste hydraulische pomp 2 wel voor druk zorgt in de eerste aandrijflijn 27 met name wanneer de rotoren 20 tegendruk leveren.

De tweede aandrijflijn 28 bevat de tweede elektromotor 1B die mechanische gekoppeld is met de tweede hydraulische pomp 5. De tweede hydraulische pomp 5 is gekoppeld met de hydraulische regelmiddelen 6 die de hydraulische werkingselementen 21, 7, 26 aandrijven. In figuur 4 is de stuurcilinder 21 weergegeven, is de hydraulische cilinder 7 voor het op en neer bewegen van de arm met de schep 8 weergegeven, en is een verder hydraulische cilinder 26 weergegeven. De verdere hydraulische cilinder 26 kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor het voorzien van een klem aan het voorste eind van het voertuig voor het vastklemmen van goederen. Alternatief of additioneel kan de verdere hydraulische cilinder 26 gebruikt worden voor het kantelen van de schep 8. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat verdere hydraulische actuatoren kunnen voorzien worden. In de tweede aandrijflijn 28 zal de tweede hydraulische pomp 5 primair de werkingsdruk leveren. De stroomsnelheid en stroomrichting van de olie in de tweede aandrijflijn 28 wordt primair geregeld door de regelmiddelen 6.

Figuur 4 illustreert hoe een gebruiker het voertuig kan bedienen. Hiertoe is de gebruikersinput 29 voorzien die stuursignalen 29A, 29B naar de verschillende onderdelen van het voertuig stuurt. Wanneer de gebruiker een verplaatsing van het voertuig vraagt, zullen stuursignalen 29A naar de eerste elektromotor 1A gestuurd worden. De eerste elektromotor 1A wordt aangedreven in een richting die rechtstreeks overeenstemt met de gevraagde verplaatsing. Door de directe mechanische koppeling tussen de eerste elektromotor 1A, de hydraulische pomp 2 en de rotoren 20, wordt een rotatie van de elektromotor 1A rechtstreeks overgebracht naar de wielen 4. De stuursignalen van de gebruikersinterface 29, die betrekking hebben op de voortbeweging van het voertuig, zullen daarom naar de eerste elektromotor 1A gestuurd worden in de eerste aandrijflijn 27.

Wanneer een gebruiker via de gebruikersinput 29 een werking vraagt van een hydraulisch werkingselement 7, 21, 26, worden stuursignalen 29 primair naar de hydraulische regelmiddelen 6 gestuurd. Hydraulische regelmiddelen 6 bedienen de hydraulische werkelementen, en kunnen de door de gebruiker gevraagde beweging initiëren en controleren. Omdat de hydraulische regelmiddelen 6 hiervoor vermogen nodig hebben, typisch in de vorm van oliedruk, zullen de regelmiddelen 6 rechtstreeks of onrechtstreeks de tweede elektromotor 1B aansturen. De regelmiddelen 6 kunnen de tweede elektromotor 1B rechtstreeks aansturen, wanneer intelligentie voorzien is in de regelmiddelen 6 voor het bepalen van het vermogen dat nodig is, en door het controleren van de rotatiesnelheid van de tweede elektromotor op basis van het nodige vermogen. Alternatief zullen de regelmiddelen 6 olie gebruiken waardoor de oliedruk wijzigt, hetgeen gevoeld wordt door de tweede hydraulische pomp 5. De tweede hydraulische pomp 5 kan cen vraagsturing doen naar de tweede elektromotor 1B wanneer meer of minder vermogen nodig is. Beide opties zijn schematisch aangeduid in de figuur met pijl 29C.

In meester-slaaf termen (in het Engels master-slave) zal in de eerste aandrijflijn 27 de eerste elektromotor meester zijn, terwijl de hydraulische pomp en de rotoren 20 slaaf zijn. In de tweede aandrijflijn 28 zullen de hydraulische regelmiddelen 6 meester zijn en zullen de tweede hydraulische pomp 5 en de tweede elektromotor 1B slaaf zijn. Daarmee worden de twee aandrijflijnen op een verschillende manier aangestuurd. Dit blijkt de aandrijving volgens de uitvinding significant te vereenvoudigen. Verder laat dit toe noemenswaardig minder energie te verbruiken bij het werken met het hydraulisch werkvoertuig.

Figuur 5 toont een hydraulisch schema en toont in detail hoe een tweede hydraulische circuit 28 kan gekoppeld worden met een eerste hydraulische circuit 27 om een vuldruk te leveren in het eerste hydraulische circuit 27. Het eerste hydraulische circuit 27 bevat cen eerste hydraulische tweerichtingspomp 2 die twee aansluitingen heeft voor het verdringen van hydraulische vloeistof in twee richtingen, van de ene aansluiting naar de andere wanneer de pomp in een eerste richting draait of van de andere aansluiting naar de ene wanneer de pomp in de andere richting draait.

Daarmee wijkt deze tweerichtingspomp, geplaatst in een gesloten circuit, enigszins af van de pompen die conventioneel gebruikt worden in een open hydraulisch circuit.

Een klassieke pomp draait slechts in één richting en kan een rotor in twee richtingen aansturen door middel van een interne klep de vloeistof richting A of richting B stuurt.

De andere aansluiting aan de pomp is slechts de toevoeraansluiting, typisch aangesloten op de hydraulische tank.

De terugvoer van de hydraulische vloeistof loopt steeds via de tank.

In het aandrijfsysteem met gesloten circuit wordt de hydraulische vloeistof die terugkomt van de rotor of hydromotor naar de toevoer van de pomp gebracht.

Dit laat toe dat de pomp in twee richtingen draait, terwijl de enige hydraulische vloeistof die van de tank komt, komt via het vuldruksysteem via kleppen 34 en 35. Het eerste hydraulische circuit 27 heeft een eerste hydraulische leiding 31 en een tweede hydraulische leiding 32. Via de hydraulische leidingen 31 en 32 is de pomp 2 rechtstreeks verbonden met een tweerichtingsrotor 20. In figuur 5 is slechts één rotor 20 getoond, en zijn aansluitingen A en B getoond.

Figuur 6 toont hoe tussen deze aansluitingen A en B meerdere rotoren 20 kunnen verbonden worden.

Voor het uitleggen hoe vuldruk geleverd wordt en veiligheid verzekerd wordt in het eerste circuit 27, is slechts één rotor 20 voldoende.

Omdat de pomp 2 een tweerichtingspomp is, en omdat de rotor 20 rechtstreeks, via de hydraulische leidingen 31 en 32 met de pomp 2 verbonden is, kan hydraulische vloeistof gecirculeerd worden in twee richtingen, aangeduid met pijl 33. Wanneer de pomp 2 in een eerste richting aangedreven wordt, zal de circulatierichting wijzerzin zijn, zal de eerste hydraulische leiding 31 hogedrukleiding zijn en zal de tweede hydraulische leiding 32 terugvoerleiding voor hydraulische vloeistof of lagedrukleiding zijn.

Een rotatie van de pomp 2 zal proportioneel overgebracht worden in grootte en in rotatierichting naar een rotatie van de rotor 20. Wanneer de pomp 2 in een tweede richting aangedreven wordt, zal de circulatierichting de tegenwijzerzin zijn, zal de tweede hydraulische leiding 32 hogedrukleiding zijn en zal de eerste hydraulische leiding 31 terugvoerleiding voor hydraulische vloeistof of lagedrukleiding zijn.

Een rotatie van de pomp 2 zal ook in deze situatie proportioneel overgebracht worden naar een rotatie van de rotor 20. Omdat de pomp 2 rechtstreeks mechanisch gekoppeld is met de eerste elektromotor 1A, en omdat de rotor 20 rechtstreeks mechanisch gekoppeld is met het wiel 4, zal een rotatie van de elektromotor 1A via het eerste hydraulische circuit 27 proportioneel overgebracht worden in grootte en in rotatierichting naar een rotatie van het wiel 4. Het tweede hydraulische circuit 28 uit de uitvoering van figuur 5 heeft twee aparte tweede hydraulische pompen 5A en SB.

Dit is een uitvoeringsvorm waarin gebruik van energie kan geoptimaliseerd worden. Hydraulische pomp 5A is primair bedoeld om via de regelmiddelen de actuatoren aan te sturen, zoals hierboven uitgebreid besproken. Hydraulische pomp 5B is primair voorzien om vuldruk te leveren in het eerste hydraulische circuit 27 zoals hieronder verder beschreven wordt.

De tweede hydraulische pomp 5B is gekoppeld met het eerste hydraulische circuit 27 om vuldruk te leveren. Meer bepaald is de tweede hydraulische pomp 5B via een vuldrukleiding 36 en een eerste eenrichtingsklep 34 verbonden met de eerste hydraulische leiding

31. De eenrichtingsklep 34 zal openen wanneer de druk in de hydraulische leiding 31 lager is dan de druk in de vuldrukleiding 36 om hydraulische vloeistof te laten stromen naar de eerste hydraulische leiding 31. Op die manier houdt de vuldrukleiding 36, via de eenrichtingsklep 34, de druk in de eerste hydraulische leiding 31 minstens nagenoeg gelijk aan de druk in de vuldrukleiding 36. Wanneer de eerste hydraulische leiding 31 de hogedrukzijde vormt van het eerste circuit 27, zal de eenrichtingsklep 34 gesloten blijven. Verder is de tweede hydraulische pomp 5B via de vuldrukleiding 36 en een tweede eenrichtingsklep 35 verbonden met de tweede hydraulische leiding 32. De eenrichtingsklep 35 zal openen wanneer de druk in de tweede hydraulische leiding 32 lager is dan de druk in de vuldrukleiding 36 om hydraulische vloeistof te laten stromen naar de tweede hydraulische leiding 32. Op die manier houdt de vuldrukleiding 36, via de eenrichtingsklep 35, de druk in de tweede hydraulische leiding 32 minstens nagenoeg gelijk aan de druk in de vuldrukleiding 36. Wanneer de tweede hydraulische leiding 32 de hogedrukzijde vormt van het eerste circuit 27, zal de eenrichtingsklep 35 gesloten blijven. Via dit mechanisme wordt aan de lagedrukzijde steeds, via de vuldrukleiding 36, een minimale druk geleverd. Dit laat ook toe om hydraulische vloeistof weg te spoelen aan de lagedrukzijde, om verse hydraulische vloeistof aan te voeren via de vuldrukleiding 36 een de eenrichtingskleppen 34 en 35. Hiertoe heeft het eerste hydraulische circuit 27 bij voorkeur een spoelventiel 43. Het spoelventiel opent, met een hydraulische weerstand, aan de lagedrukzijde om een gedeelte van de hydraulische vloeistof weg te spoelen.

Om de druk in de vuldrukleiding 36 te regelen, wordt bij voorkeur een stuurmodule (niet weergegeven) gebruikt. De stuurmodule is operationeel verbonden met een sensor 39 die een hydraulische druk in de vuldrukleiding 36 meet. De stuurmodule is verder bij voorkeur operationeel verbonden, rechtstreeks of onrechtstreeks, met de eerste elektromotor 1A. Vuldruk is in het eerste hydraulische circuit 27 is namelijk enkel nuttig wanneer dit circuit in werking is, dit wil zeggen wanneer de eerste elektromotor 1A draait. Bij stilstand zou het leveren van vuldruk enkel energie vergen die geen rechtstreeks voordeel heeft. Daarom wordt vuldruk bij voorkeur slechts op peil gehouden wanneer de elektromotor 1A actief is of aangestuurd wordt.

Daarbij zal duidelijk zijn dat de vuldruk bij voorkeur op peil gehouden wordt wanneer er verwacht wordt dat de elektromotor 1A aangestuurd zal worden. De druk zal bij voorkeur namelijk op peil zijn wanneer er gestart wordt met rijden met het voertuig.

Als de elektromotor 1A aangestuurd wordt, kan de vuldruk te laag zijn of te hoog zijn. Wanneer geen hydraulische actuatoren werken waarvoor de tweede elektromotor 1B moet draaien, draait aldus de hydraulische pomp 5B ook niet, en kan de vuldruk onvoldoende zijn. In cen dergelijke situatie zal de stuurmodule een vraagsturing doen naar de tweede elektromotor 1B om sneller te draaien zodat de druk geleverd door de tweede pomp 5B stijgt totdat de vuldruk een minimale waarde bereikt heeft. In deze situatie zullen drukafschakelventiel 38 en stuurmodule 37 niet of niet noemenswaardig tussenkomen en dus geen noemenswaardige bijdrage leveren aan het behalen of verminderen van de druk in de vuldrukleiding 36.

Wanneer wel hydraulische actuatoren werken in het tweede hydraulische circuit 28 waardoor de tweede elektromotor 1B een bepaald toerental draait, kan de vuldruk te hoog zijn. In een dergelijke situatie zal de stuurmodule de drukregelaar 37 aansturen om een deel van de hydraulische druk af te laten naar de tank. Op deze manier kan de stuurmodule de druk in de vuldrukleiding 36 onder een vooraf bepaalde maximale waarde houden. Bij voorkeur is de drukregelaar 37 gevormd door een overdrukklep die volledig mechanisch werkt. De werkingsdruk wordt bijvoorbeeld in de fabriek afgesteld op een gewenste druk, bijvoorbeeld 25 bar. Komt de druk boven 25 bar zal de klep automatisch open gaan. De stuurmodule moet aldus niet ingrijpen en heeft over de vuldruk geen rechtstreekse controle. Op deze manier wordt de druk in de vuldrukleiding 36 automatisch onder een vooraf bepaalde maximale waarde gehouden. Wanneer de eerste elektromotor 1A stopt, kan de stuurmodule het drukafschakelventiel 38 bedienen waardoor de druk in de vuldrukleiding 36 nagenoeg volledig gedraineerd wordt naar de tank. In een dergelijke situatie zal ook de tweede hydraulische pomp 5B geen noemenswaardige weerstand leveren wanneer ze mee met de tweede hydraulische pomp 5A door de tweede elektromotor 1B aangedreven wordt.

In elk van de eerste hydraulische leiding 31 en tweede hydraulische leiding 32 wordt bij voorkeur een overdrukventiel voorzien. Het overdrukventiel zorgt dat wanneer de druk boven cen vooraf bepaald maximum komt, hydraulische vloeistof afgelaten wordt om verder stijgen van de druk te voorkomen. Wanneer bijvoorbeeld de rotor 20 zou blokkeren, en de pomp 2 wel blijft draaien, kan de hydraulische druk boven een vooraf bepaald maximum komen. In de figuur 5 is het overdrukventiel gevormd door een combinatie van een hogedrukregelventiel 40 met een eenrichtingsklep 41 van elk van de eerste en tweede hydraulische leidingen 31, 32 naar het hogedrukregelventiel 40. Het hogedrukregelventiel 40 houdt de druk achter het ventiel op de vooraf bepaalde maximale druk zodanig dat, wanneer de druk in één van de eerste en tweede hydraulische leidingen 31, 32 stijgt boven deze vooraf bepaalde maximale druk, de cenrichtingsklep 41 opent en hydraulische vloeistof door de eenrichtingsklep 41 naar het hogedrukregelventiel 40 stroomt.

Figuur 5 toont verder dat elk van de hydraulische leidingen 31 en 32 een inschakelventiel 42 bevatten waarmee de hydraulische leidingen 31 en 32 open gezet kunnen worden om daarmee volledig operationeel te zijn. Teneinde veiligheid te verhogen, wordt dit inschakelventiel 42 zo geconfigureerd dat het opent wanneer het ventiel onder spanning gezet wordt. Aldus is in een spanningsloze toestand het ventiel minstens gedeeltelijk gesloten en daarmee wordt draaien van de rotor 20 verhinderd. Met andere woorden kunnen de wielen 4 van het werkvoertuig enkel draaien wanneer spanning voorzien wordt aan de inschakelventielen 42.

Teneinde veiligheid te verhogen en overbelasting te voorkomen door een ongewenst of ongelukkig gekozen afschakeling van de spanning, wordt in de afgeschakelde toestand vloeien van hydraulische vloeistof richting de rotor 20 toegelaten terwijl een tegengestelde stroming wordt verhinderd. Door, ten opzichte van de inschakelventielen 42, de vuldrukleiding 36 aan te sluiten aan de zijde van de pomp 2 en het overdrukventiel aan te sluiten aan de zijde van de rotor 20, wordt een veilig systeem verkregen waarin overbelasting vermeden wordt en waarin hydraulische vloeistof niet in onderdruk kan komen.

Figuur 6 toont een uitvoeringsvoorbeeld van hoe meerdere rotoren 20 in het eerste hydraulische circuit 27 kunnen aangesloten worden. Daarbij toont figuur 6 vier rotoren, aangeduid met 201, 202, 203 en 204. Elk van deze rotoren is bij voorkeur rechtstreeks mechanisch gekoppeld met een overeenstemmend wiel 4 om de wielen aan te drijven. Figuur 6 toont de aansluitpunten A en B, die ook in figuur 5 getoond zijn. Op basis hiervan kan de vakman begrijpen hoe de hydraulische vloeistof in twee richtingen, afhankelijk van de rotatierichting van de pomp 2, doorheen de schakeling getoond in figuur 6 kan stromen. Daarbij zal, afhankelijk van de rotatierichting die hierboven ook toegelicht is, aansluiting A de hogedrukzijde vormen en aansluiting B de lagedrukzijde vormen of omgekeerd. Figuur 6 toont ook aansluiting C, die eveneens in figuur 5 getoond is en die voor de vakman duidelijk maakt hoe de vuldrukleiding 36 in de schakeling van figuur 6 geïntegreerd is.

In de uitvoering van figuur 6 is de eerste rotor 201 in serie geplaatst met de tweede rotor 202 via een eerste hydraulische verbinding 50. Dit wil zeggen dat de eerste rotor 201 en de tweede rotor 202, mits de eerste hydraulische verbinding 50 rechtstreeks en zonder hieronder beschreven actieve sperverbindingen vloeistof doorlaat, met cen gelijke snelheid en rotatierichting draaien. In de uitvoering van figuur 6 is verder de derde rotor 203 in serie geplaatst met de vierde rotor 204 via een tweede hydraulische verbinding 51. Dit wil zeggen, analoog aan hierboven, dat de derde rotor 203 en de vierde rotor 204, mits de tweede hydraulische verbinding 51 rechtstreeks vloeistof doorlaat en zonder hieronder beschreven actieve sperverbindingen, met een gelijke snelheid en rotatierichting draaien. De eerste rotor 201 en tweede rotor 202 vormen een eerste paar rotoren 201 en 202. De derde rotor 203 en vierde rotor 204 vormen een tweede paar rotoren 203 en

204. Het eerste paar rotoren 201 en 202 en het tweede paar rotoren 203 en 204 zijn in de uitvoering van figuur 6 in parallel geplaatst. Dit wil zeggen dat de kracht die geleverd wordt aan de eerste rotor 201 en aan de derde rotor 203 gelijk is. Echter wanneer een weerstand groter zou zijn aan één van de rotoren, zal de rotatiesnelheid verschillend kunnen zijn.

Figuur 6 toont verder een rem 45 op de rotoren 202 en 204. Het zal duidelijk zijn dat de rem 45 ook op alle rotoren kan voorzien worden. Verder alternatief kan de rem op de wielen of wielassen voorzien worden die met de rotoren gekoppeld zijn. De rem 45 is, met het oog op veiligheid, actief in rust. Dit wil zeggen dat wanneer geen externe kracht aangelegd wordt, de rem cen remkracht uitoefent. De externe kracht kan in de getoonde uitvoering aangelegd worden door het remventiel 46 te bekrachtigen. Het remventiel verbindt de rem met de vuldrukleiding zodat een hydraulische druk op de rem uitgeoefend is teneinde de rem te lossen. Het lossen van de rem via de vuldrukleiding 36 heeft het additionele voordeel dat de rem slechts gelost wordt wanneer ook vuldruk geleverd wordt in het eerste hydraulische circuit 27. Zoals hierboven beschreven, zal de vuldruk niet geleverd worden wanneer het werkvoertuig stilstaat en de elektromotor 1A niet aangedreven wordt, zodat op dat moment ook de rem actief wordt. Hiermee wordt opnieuw de veiligheid verhoogd doordat de remfunctie onrechtstreeks gekoppeld is aan het werken van de elektromotor 1A.

Figuur 6 toont een overdrukventiel op elk van de eerste en tweede hydraulische verbindingen 50 en 51. Hierdoor kan een maximale druk ingesteld worden tussen de in serie geplaatste rotoren teneinde de hydraulische verbindingen 50 en 51 tegen overbelasting te beschermen. De overdrukventielen zijn in figuur 6 aangeduid met referentiecijfer 48. In de uitvoering van figuur 6 wordt niet met één hogedrukventiel en meerdere eenrichtingskleppen gewerkt, maar wordt een hogedrukventiel geplaatst bij elke verbinding 50, 51. Dit is een alternatieve uitvoering voor het implementeren van een overdrukventiel. De vakman begrijpt dat cen overdrukventiel op verschillende manieren kan geïmplementeerd worden.

Figuur 6 toont verder een sperverbinding 52 met een klep die zich tussen de eerste hydraulische verbinding 50 en de tweede hydraulische verbinding 51 uitstrekt. In de getoonde toestand is de sper niet in werking, en wordt een verbinding gecreëerd tussen de eerste hydraulische verbinding 50 en de tweede hydraulische verbinding 51. Dit is de toestand waarbij de sper niet in werking is. Hierdoor is de seriële verbinding tussen de rotoren doorbroken, en kunnen eerste en tweede rotoren 201 en 202, alsook kunnen derde en vierde rotoren 203 en 204 aan verschillende snelheden draaien. Door via de klep de sperverbinding te sluiten, zal de sper in werking gezet worden en wordt de seriële verbinding, mits het overdrukventiel niet in werking is,

de enige verbinding tussen de eerste rotor 201 en tweede rotor 202 alsook tussen de derde rotor 203 en de vierde rotor 204 zodat de eerste rotor 201 en de tweede rotor 202 even snel draaien en zodat de derde rotor 203 en de vierde rotor 204 even snel draaien. Het effect op de wielen is vergelijkbaar met het sperren van een differentieel van een aandrijving. Wanneer de sperverbinding open is, is er een differentieel werking. Wanneer de sperverbinding gesloten is, is er een werking analoog aan een gesperd differentieel.

Volgens een eerste implementatie is rotor 201 gekoppeld met wiel rechts-achter, rotor 202 gekoppeld met wiel rechts-voor, rotor 203 gekoppeld met wiel links-achter, rotor 204 gekoppeld met wiel links-voor. In een dergelijke opstelling kan een sper gerealiseerd worden tussen de voorwielen en de achterwielen, waarbij telkens de wielen aan de linkse zijde even snel draaien en de wielen aan de rechtse zijde even snel draaien. In een alternatieve implementatie is rotor 201 gekoppeld met wiel rechts-achter, rotor 202 gekoppeld met wiel links-achter, rotor 203 gekoppeld met wiel rechts-voor, rotor 204 gekoppeld met wiel links-voor. In een dergelijke opstelling kan een sper gerealiseerd worden tussen de linkse wielen en de rechtse wielen, waarbij telkens de voorwielen even snel draaien en de achterwielen even snel draaien.

De vakman begrijpt dat rotoren 201-204 op alternatieve wijze kunnen aangesloten worden, bijvoorbeeld via proportioneel ventielen, zodat de hoeveelheid hydraulische vloeistof naar elk van de rotoren kan geregeld worden. Verder alternatief kan in de configuratie uit figuur 6 ter zijde van aansluiting A en/of ter zijde van aansluiting B een proportioneel ventiel toegevoegd worden om controle te verhogen van de aandrijving.

Op basis van de beschrijving hierboven zal de vakman begrijpen dat de uitvinding op verschillende manieren en op basis van verschillende principes kan uitgevoerd worden. Daarbij is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. De hierboven beschreven uitvoeringsvormen, alsook de figuren zijn louter illustratief en dienen enkel om het begrip van de uitvinding te vergroten. De uitvinding zal daarom niet beperkt zijn tot de uitvoeringsvormen die hierin beschreven zijn, maar wordt gedefinieerd in de conclusies. Enkel ten behoeve van basis worden hieronder enkele clausules gevoegd.

Clausule 1: Aandrijfsysteem voor een werkvoertuig met minstens twee aangedreven wielen en minstens één hydraulische actuator, waarbij het aandrijfsysteem een eerste elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een eerste hydraulische pomp voor het aandrijven van de minstens twee wielen, en waarbij het aandrijfsysteem een tweede elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een tweede hydraulische pomp voor het aandrijven van de minstens één hydraulische actuator, waarbij de eerste hydraulische pomp een tweerichtingspomp is die rechtstreeks verbonden is met hydraulische tweerichtingsrotoren bij de wielen zodat een rotatie van de tweerichtingspomp evenredig overgebracht wordt naar de wielen, en waarbij de eerste elektromotor voorzien is van een regelaar voor het aansturen van de elektromotor op basis van een eerste input die gerelateerd is aan een gewenste verplaatsing van het werkvoertuig.

Clausule 2: Aandrijfsysteem volgens de voorgaande clausule, waarbij de eerste elektromotor en de eerste hydraulische pomp een eerste aandrijflijn vormen die primair geregeld is door de elektromotor op basis van de eerste input.

Clausule 3: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij de eerste input cen verplaatsingssnelheid en een verplaatsingsrichting bevat, en waarbij de regelaar cen wiskundige functie bevat om op basis van de verplaatsingssnelheid en de verplaatsingsrichting cen rotatiesnelheid en een rotatierichting van de elektromotor bepalen.

Clausule 4: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij hydraulische regelmiddelen voorzien zijn tussen de tweede hydraulische pomp en de minstens één hydraulische actuator voor het aansturen van de minstens één hydraulische actuator op basis van cen tweede input die gerelateerd is aan een gewenste beweging van de minstens één hydraulische actuator.

Clausule 5: Aandrijfsysteem volgens de voorgaande clausules, waarbij de tweede elektromotor, de tweede hydraulische pomp en de hydraulische regelmiddelen een tweede aandrijflijn vormen die primair geregeld is door de hydraulische regelmiddelen op basis van de tweede input.

Clausule 6: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij de tweede hydraulische pomp operationeel gekoppeld is met de tweede elektromotor voor het aansturen daarvan.

Clausule 7: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij de eerste hydraulische pomp van het verdringingstype is zodanig dat een ingangsrotatie geleverd door de motor omgezet wordt naar een evenredige hoeveelheid verplaatste olie.

Clausule 8: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij elk aangedreven wiel een wielslipsensor bevat die operationeel gekoppeld is met een klep tussen de eerste hydraulische pomp en de tweerichtingsrotor van het respectievelijke wiel zodat slip minimaliseerbaar is door bediening van de klep.

Clausule 9: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij de minstens één hydraulische actuator een stuurcilinder bevat die een hoek van minstens één voorste wiel ten opzichte van minstens één achterste wiel stuurt.

Clausule 10: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij cen voorwaartse gewenste verplaatsing overeenstemt met een rotatie van de eerste elektromotor in cen eerste rotatierichting terwijl een achterwaartse gewenste verplaatsing overeenstemt met een rotatie van de eerste elektromotor in een tweede rotatierichting die tegengesteld is aan de eerste rotatierichting.

Clausule 11: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij verder minstens één batterij voorzien is voor het leveren van stroom aan de eerste elektromotor en aan de tweede elektromotor.

Clausule 12: Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules, waarbij de tweede hydraulische pomp operationeel verbonden is met een hydraulisch circuit dat de rechtstreekse verbinding vormt tussen de tweerichtingspomp en de hydraulische tweerichtingsrotoren en voorzien is om een vooraf bepaalde werkingsdruk te leveren aan het hydraulisch circuit.

Clausule 13: Hydraulisch werkvoertuig met een aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules.

Clausule 14: Hydraulisch werkvoertuig volgens de voorgaande clausules, waarbij de eerste en tweede elektromotor en de eerste en tweede hydraulische pomp in een motorcompartiment voorzien zijn, en waarbij de hydraulische pompen via hydraulische leidingen operationeel verbonden zijn met de minstens één hydraulische actuator en met de tweerichtingsrotoren.

Claims (19)

Conclusies

1. Aandrijfsysteem voor een werkvoertuig met minstens één aangedreven wiel, waarbij het aandrijfsysteem een eerste elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een eerste hydraulische pomp die deel uitmaakt van een eerste hydraulische circuit voor het aandrijven van het minstens één wiel, waarbij de eerste hydraulische pomp een tweerichtingspomp is die via het eerste hydraulische circuit rechtstreeks verbonden is met een hydraulische tweerichtingsrotor bij het minstens één wiel zodat een rotatie van de tweerichtingspomp een nagenoeg proportionele rotatie van de tweerichtingsrotor induceert teneinde het minstens één wiel aan te drijven, waarbij het aandrijfsysteem een tweede elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een tweede hydraulische pomp die deel uitmaakt van een tweede hydraulische circuit, waarbij het tweede hydraulische circuit gekoppeld is met het eerste circuit om een hydraulische vuldruk in het eerste circuit te regelen via het tweede hydraulische circuit.

2. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusie, waarbij het eerste hydraulische circuit een eerste hydraulische leiding en een tweede hydraulische leiding bevat die verbonden zijn met twee aansluitingen van de tweerichtingspomp zodanig dat, wanneer de tweerichtingspomp in een eerste richting draait, de eerste hydraulische leiding een hogedrukzijde vormt terwijl de tweede hydraulische leiding een lagedrukzijde vormt en waarbij, wanneer de tweerichtingspomp in een tweede richting draait tegengesteld aan de eerste richting, de tweede hydraulische leiding een hogedrukzijde vormt terwijl de eerste hydraulische leiding een lagedrukzijde vormt.

3. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusie, waarbij het tweede hydraulische circuit een hydraulische vuldrukleiding bevat die gekoppeld is met elk van de eerste en tweede hydraulische leidingen.

4. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusie, waarbij de hydraulische vuldrukleiding gekoppeld is met de eerste hydraulische leiding via een eerste cenrichtingsklep die hydraulische stroming richting de eerste hydraulische leiding toelaat en die gekoppeld is met de tweede hydraulische leiding via een tweede eenrichtingsklep die hydraulische stroming richting de tweede hydraulische leiding toelaat.

5. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusie, waarbij het tweede hydraulische circuit een drukregelaar bevat om een hydraulische druk in de vuldrukleiding te regelen.

6. Aandrijfsysteem volgens één van de conclusies 2-5, waarbij de eerste hydraulische leiding en de tweede hydraulische leiding, bij voorkeur ter zijde van de tweerichtingsrotor, voorzien is van een spoelklep die sluit naar de hogedrukzijde en opent naar de lagedrukzijde om een gedeelte van de hydraulische vloeistof uit de lagedrukzijde af te voeren.

7. Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande conclusies 2-6, waarbij de eerste hydraulische leiding en de tweede hydraulische leiding elk een overdrukventiel hebben.

8. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusie, waarbij het overdrukventiel gevormd is als een combinatie van een eerste verdere eenrichtingsklep die hydraulische stroming van de eerste hydraulische leiding richting een hogedrukregelventiel toelaat en cen tweede verdere eenrichtingsklep die hydraulische stroming richting het hogedrukregelventiel toelaat, waarbij het hogedrukregelventiel de overdruk bepaalt.

9. Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het tweede hydraulische circuit een stuurmodule bevat die vuldruk pas levert wanneer de eerste elektrische motor aangestuurd wordt.

10. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusies, waarbij de stuurmodule voorzien is om de tweede elektromotor aan te sturen op basis van een druksensor die de hydraulische vuldruk meet, om de hydraulische vuldruk boven een vooraf bepaald minimum te houden.

11. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusie en conclusie 5, waarbij de stuurmodule voorzien is om de drukregelaar aan te sturen op basis van de druksensor, om de hydraulische vuldruk onder een vooraf bepaald maximum te houden.

12. Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij op het minstens één wiel een rem voorzien is die remkracht uitoefent wanneer geen externe druk aangeleverd wordt en die ontkracht wordt door leveren van de externe druk via het tweede hydraulische circuit.

13. Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het minstens één wiel minstens een eerste, tweede, derde en vierde wiel bevat die elk een overeenstemmende hydraulische tweerichtingsrotor hebben en waarbij de eerste en tweede rotor serieel in het eerste hydraulische circuit geplaatst zijn en een eerste paar rotoren vormen, de derde en vierde rotor serieel in het eerste hydraulische circuit geplaatst zijn en een tweede paar rotoren vormen, en waarbij het eerste paar rotoren en het tweede paar rotoren parallel in het eerste hydraulische circuit geplaatst zijn.

14. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusie, waarbij tussen de eerste en tweede rotor cen overdrukventiel voorzien is en waarbij tussen de derde en vierde rotor een verder overdrukventiel voorzien is.

15. Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande conclusies 13-14, waarbij de eerste rotor via een eerste hydraulische verbinding met de tweede rotor verbonden is en waarbij de derde rotor via een tweede hydraulische verbinding met de vierde rotor verbonden is en waarbij cen sperverbinding voorzien is tussen de eerste hydraulische verbinding en de tweede hydraulische verbinding, waarbij de sperverbinding een stuurbare klep bevat die in gesloten stand of in open stand instelbaar is.

16. Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste elektromotor voorzien is van een regelaar voor het aansturen van de eerste elektromotor op basis van een eerste input die gerelateerd is aan een gewenste verplaatsing van het werkvoertuig.

17. Aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande conclusies, verder bevattende minstens één hydraulische actuator die aandrijfbaar is via een hydraulisch circuit dat gekoppeld is met de tweede elektromotor.

18. Aandrijfsysteem volgens de voorgaande conclusie, waarbij de tweede elektromotor verder gekoppeld is met een hydraulische actuatorpomp die deel uitmaakt van een derde hydraulische circuit voor het aandrijven van de minstens één hydraulische actuator.

19. Hydraulisch werkvoertuig met een aandrijfsysteem volgens één van de voorgaande clausules.