DE102006019535B4

DE102006019535B4 - Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb

Info

Publication number: DE102006019535B4
Application number: DE102006019535.3A
Authority: DE
Inventors: Franz Forster; Dr. Welschof Bernward
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: FR2900373A1; DE102006019535A1; FR2900373B1

Abstract

Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb mit einem hydraulischen Kreislauf, der eine Hydropumpe und mindestens einen Hydromotor aufweist, und mit einem Elektromotor, der an einen elektrischen Energiespeicher angeschlossen ist und durch den Leistung in den Hydromotor einspeisbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) in mechanischer Antriebsverbindung mit dem Hydromotor (1) steht, der im Schluckvolumen auf Null verstellbar ist und als Übertragungselement für vom Elektromotor erzeugte mechanische Leistung dient.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatisch-elektrischen Fahrantrieb mit einem hydraulischen Kreislauf, der eine Hydropumpe und mindestens einen Hydromotor aufweist, und mit einem Elektromotor, der an einen elektrischen Energiespeicher angeschlossen ist und durch den Leistung in den Hydromotor einspeisbar ist.
Ein gattungsgemäßer Fahrantrieb ist in der DE 35 01 608 A1 beschrieben. Bei diesem Fahrantrieb verfügt der hydraulische Kreislauf über einen Hauptantriebsstrang und einen Nebenantriebsstrang. Der für die volle Leistung des Fahrzeugs ausgelegte Hauptantriebsstrang besteht aus der vom Verbrennungsmotor angetriebenen Hydropumpe und dem damit über Druckleitungen verbundenen Hydromotor. An die Druckleitungen des Hauptantriebsstrangs sind Druckleitungen eines parallel geschalteten, für eine geringere Leistung des Fahrzeugs ausgelegten Nebenantriebsstrangs angeschlossen, der eine zweite Hydropumpe enthält, die durch den Elektromotor antreibbar ist.
Der Elektromotor wird aus einem als Batterie ausgebildeten Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt, die durch einen mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Generator geladen wird. Dadurch ist es möglich, in bestimmten Betriebszuständen (z.B. Betrieb in einer geschlossenen Halle) den Verbrennungsmotor abzuschalten und das Fahrzeug mit verminderter Geschwindigkeit durch den aus der Batterie gespeisten Elektromotor anzutreiben. Darüber hinaus kann mit Hilfe des Elektromotors der von der Hydropumpe des Hauptantriebsstrangs versorgte Hydromotor zwecks Geschwindigkeitserhöhung mit zusätzlicher Leistung in Form eines unter Druck stehenden hydraulischen Volumenstroms aus der Hydropumpe des Nebenantriebsstrangs versorgt werden.
In der DE 10 2004 005 673 A1 ist ein serien/parallel Hybridsystem offenbart, bei dem ein Hydromotor und ein Elektromotor zwei Eingänge eines Summiergetriebes bilden, das ausgangsseitig mit einer Fahrzeugachse gekoppelt ist. Der Hydromotor und der Elektromotor können somit parallel Leistung in eine mechanische Baugruppe einspeisen. Eine Einspeisung von durch den Elektromotor erzeugter mechanischer Leistung in den Hydromotor findet nicht statt.
Die DE 29 49 609 A1 offenbart einen Fahrantrieb mit Verbrennungsmotor und Elektromotor, die gemeinsam ein Planetengetriebe antreiben, das ausgangsseitig mit einer hydrostatischen Pumpe verbunden ist.
Gegenstand der WO 2006/055978 A1 ist ein Fahrantrieb mit einem Verbrennungsmotor, einem hydrostatischen Getriebe und einem dazwischen angeordneten Elektromotor, der eingangs- und ausgangsseitig jeweils mit einer schaltbaren Kupplung versehen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen hydrostatisch-elektrischen Fahrantrieb der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der einfacher aufgebaut ist und mit dem weitere Vorteile erzielbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Elektromotor in mechanischer Antriebsverbindung mit dem Hydromotor steht, der im Schluckvolumen auf Null verstellbar ist und als Übertragungselement für vom Elektromotor erzeugte mechanische Leistung dient.
De erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, die durch den Elektromotor in den Hydromotor einspeisbare Leistung nicht in Form von hydraulischer Leistung sondern in Form von mechanischer Leistung zur Verfügung zu stellen. Dadurch entfällt gegenüber dem hydrostatisch-elektrischen Antrieb des eingangs genannten Standes der Technik der hydraulische Nebenantriebsstrang, d. h. die zweite Hydropumpe, die Verbindungsleitungen und hydraulischen Anschlüsse zum Hauptantriebsstrang fallen weg.
Der erfindungsgemäße hydrostatisch-elektrische Fahrantrieb lässt sich sowohl rein hydraulisch als auch rein elektrisch betreiben oder im hydraulisch-elektrischen Kombibetrieb einsetzen.
Hohe Drehzahlen werden - bei relativ geringem Moment - bevorzugt durch alleinige Leistungsabgabe des dauerfesten Hydromotors erzielt. Hierbei erweist es sich als Vorteil, dass die drehzahlabhängigen Verluste des relativ kleinen Hydromotors und des damit mechanisch verbundenen Elektromotors zusammengenommen kleiner sind als die Verluste eines großen Hydromotors.
Ist ein höheres Moment erforderlich, als der Hydromotor alleine aus der eingespeisten hydraulischen Leistung liefern kann, so wird der aus dem Energiespeicher gespeiste Elektromotor zugeschaltet. Ein schaltbares Getriebe zur Momentenerhöhung ist somit nicht erforderlich.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen hydrostatisch-elektrischen Fahrantriebs besteht darin, dass der Elektromotor kurzzeitig auch überlastbar ist, um Drehmomentspitzen zu erzielen. In diesem Überlastungsbereich braucht der Elektromotor nicht dauerfest zu sein.
Bei dem erfindungsgemäßen hydrostatisch-elektrischen Fahrantrieb können sowohl der Hydromotor als auch der Elektromotor kleiner ausgelegt werden als dies bei einem ausschließlich hydrostatischen Antrieb oder bei einem ausschließlich elektrischen Antrieb der Fall ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Elektromotor als Generator betreibbar und ist die generatorisch erzeugte elektrische Energie in den Energiespeicher einspeisbar.
Im Gegensatz zu einem konventionellen, ausschließlich hydrostatischen Fahrantrieb kann somit Energie von der Verbraucherseite her in den Energiespeicher rückgespeist werden, beispielweise bei Verzögerungsvorgängen oder beim Absenken von Lasten, je nachdem, zu welchem Zweck der erfindungsgemäße hydrostatisch-elektrische Fahrantrieb eingesetzt wird. Diese rückgespeiste Energie steht dann später zur Verfügung, um - wie oben beschrieben - den Elektromotor zuschalten oder alternativ zum Hydromotor einsetzen zu können. Als Energiespeicher können z.B. für sich allein oder in Kombination miteinander Batterien, Kondensatoren und/oder elektrische Schwungradspeicher Verwendung finden
Der Elektromotor ist zweckmäßigerweise koaxial zu dem Hydromotor angeordnet, so dass sich eine platzsparende Bauweise ergibt.
Zwischen den Hydromotor und den Elektromotor kann zur Drehzahlanpassung ein Getriebe geschaltet sein.
Sofern der Elektromotor und/oder ein zugeordnetes Leistungsmodul durch Druckmittel aus dem hydraulischen Kreislauf kühlbar sind, lässt sich eine Überhitzung dieser Komponenten mit geringem Aufwand zuverlässig vermeiden und darüber hinaus eine hohe Leistungsdichte erzielen. Ferner sind dadurch kurzzeitige Überlastungen des Elektromotors thermisch gut beherrschbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung steht die Hydropumpe in mechanischer Antriebsverbindung mit einer elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine kann im Motorbetrieb aus dem Energiespeicher gespeist werden und die Hydropumpe alleine antreiben oder - in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung - zusammen mit einer Brennkraftmaschine.
Der erfindungsgemäße hydrostatisch-elektrische Fahrantrieb ermöglicht gegenüber einem konventionellen, rein hydrostatischen oder rein elektrischen Antrieb den Einsatz einer kleineren Brennkraftmaschine, die eine geringere Dauerleistung aufweist und im optimalen Wirkungsgradbereich arbeitet, woraus ein verringerter Kraftstoffverbrauch resultiert.
Die mit der Hydropumpe in mechanischer Antriebsverbindung stehende elektrische Maschine kann auch als Generator betrieben werden, wobei die erzeugte elektrische Energie in den Energiespeicher einspeisbar ist. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten:
Die elektrische Maschine kann zusammen mit der Hydropumpe von der Brennkraftmaschine angetrieben werden und somit als Generator Energie in den Energiespeicher einspeisen. Diese Betriebsart ist z. B. dann sinnvoll, wenn vom hydrostatischen Teil des Fahrantriebs keine oder nur geringe Leistung angefordert wird. Es kann aber auch von der Verbraucherseite her Energie in den Energiespeicher rückgespeist werden, beispielsweise beim Bremsen oder bei Bergabfahrt eines Fahrzeugs, das mit einem erfindungsgemäßen hydrostatisch-elektrischen Fahrantrieb ausgerüstet ist. Hierbei arbeitet der Hydromotor als Pumpe und treibt die Hydropumpe an, so dass sich die damit mechanisch verbundene elektrische Maschine im Generatorbetrieb befindet und rückgewonnene Energie in den Energiespeicher einspeisen kann.
Parallel dazu kann - wie bereits beschrieben - auch der mit dem Hydromotor mechanisch verbundene Elektromotor generatorisch betrieben werden und den Energiespeicher laden.
Zweckmäßigerweise sind die Brennkraftmaschine, die Hydropumpe und die mit der Hydropumpe in mechanischer Antriebsverbindung stehende elektrische Maschine koaxial zueinander angeordnet (Inline-Anordnung).
Die Hydropumpe ist dabei bevorzugt axial zwischen der Brennkraftmaschine und der mit der Hydropumpe in mechanischer Antriebsverbindung stehenden elektrischen Maschine angeordnet. Zum parallelen Antrieb der Hydropumpe durch die Brennkraftmaschine und die im Motorbetrieb arbeitende elektrische Maschine sind dann beide Enden einer sich durch die Hydropumpe hindurch erstreckenden Antriebswelle mit der Brennkraftmaschine bzw. der elektrischen Maschine drehmomentübertragend verbunden.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwischen die Brennkraftmaschine und die Hydropumpe eine Kupplung und/oder ein Freilauf geschaltet ist. Dadurch kann die Brennkraftmaschine zeitweise abgeschaltet oder im Leerlauf betrieben werden, um den hydrostatisch-elektrischen Fahrantrieb auch in Umgebungen betreiben zu können, in denen keine oder nur geringe Abgasemissionen zulässig sind.
Analog zu einer bereits im Zusammenhang mit dem Hydromotor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können auch die mit der Hydropumpe in mechanischer Antriebsverbindung stehende elektrische Maschine und/oder ein zugeordnetes Leistungsmodul durch Druckmittel aus dem hydraulischen Kreislauf kühlbar sein.
Es ist von Vorteil, wenn der Fahrantrieb mindestens zwei Radantriebe aufweist, die jeweils einen Hydromotor und einen damit in mechanischer Antriebsverbindung stehenden Elektromotor umfassen. Es lässt sich dann durch geeignete Steuerung der beiden, jeweils einem Radantrieb zugeordneten Elektromotoren mit nur geringem Aufwand eine Antriebsschlupfregelung erzielen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

1 den ausgangsseitigen Teil eines erfindungsgemäßen hydrostatisch-elektrischen Fahrantriebs,
2 den eingangsseitigen Teil des Fahrantriebs gemäß 1,
3 ein Leistungsdiagramm des Fahrantriebs,
4 den Fahrantrieb und
5 eine Variante des Fahrantriebs.

Der erfindungsgemäße hydrostatisch-elektrische Fahrantrieb verfügt ausgangsseitig über mindestens einen Hydromotor 1, beispielsweise einen im Schluckvolumen verstellbaren hydrostatischen Axialkolbenmotor, dem ein Getriebe 2 eines Achsantriebs oder eines Radantriebs nachgeschaltet sein kann. Der Hydromotor 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im geschlossenen Kreislauf an eine Hydropumpe 3 (siehe 2) angeschlossen. Darüber hinaus steht der Hydromotor 1 in mechanischer Antriebsverbindung mit einem Elektromotor 4, wobei zur Anpassung des Drehzahlniveaus ein Getriebe 5 zwischengeschaltet sein kann.
Die Leistungsabgabe des Elektromotors 4 wird von einem zugeordneten Leistungsmodul 6 gesteuert, das an einen elektrischen Energiespeicher 7 angeschlossen ist, beispielsweise eine Batterie oder einen Kondensator.
Die Erfindung ist nicht auf die in 1 dargestellte Inline-Anordnung des Hydromotos 1 und des damit mechanisch verbundenen Elektromotors 4 beschränkt. Auch andere Anordnungen sind möglich, beispielsweise eine parallele Anordnung von Hydromotor 1 und Elektromotor 4.
Der Hydromotor 1 kann in einem ersten Betriebszustand (Bereich B1 in der noch zu beschreibenden 3) auschließlich von der Hydropumpe 3 angetrieben werden, wobei in diesem Betriebszustand der Elektromotor 4 nicht bestromt ist und somit annähernd verlustfrei mitläuft. Denkbar ist es auch, den Elektromotor 4 in diesem Betriebszustand abzukuppeln, sofern eine dafür geeignete Kupplung zwischengeschaltet ist.
Durch Zuschalten des mechanisch mit dem Hydromotor 1 verbundenen Elektromotors 4 (Bereich B2 in 3) wird zusätzlich zur hydraulischen Leistung elektrisch erzeugte mechanische Leistung in den Hydromotor 1 eingespeist, so dass abtriebsseitig ein erhöhtes Drehmoment abgenommen werden. Es ist daher nicht erforderlich, den Hydromotor 1 zur kurzfristigen Bereitsstellung von Drehmomentspitzen größer zu dimensionieren als für den Normalbetrieb.
Schließlich ist es auch möglich, den Hydromotor 1 im Schluckvolumen auf Null zu stellen oder von der Hydropumpe 3 hydraulisch zu trennen, so dass keine hydraulische Leistung in den Hydromotor 1 eingespeist wird sondern ausschließlich mechanische Leistung vom Elektromotor 4. Dabei wird der Hydromotor 1 nur mitgeschleppt und dient als Übertragungselement zum Abtrieb.
Bei Lastumkehr, beispielweise beim Bremsen oder bei Bergabfahrt eines Fahrzeugs, das mit dem erfindungsgemäßen Antrieb als Fahrantrieb ausgerüstetet ist, kann durch den Hydromotor 1 und dessen mechanische Verbindung mit dem Elektromotor 4 dieser generatorisch betrieben werden, so dass Energie in den Energiespeicher 7 rückgespeist wird.
Eingangsseitig wird die Hydropumpe 3, beispielsweise eine im Fördervolumen verstellbare und reversierbare Axialkolbenpumpe, von einer Brennkraftmaschine 8 angetrieben. Zwischen der Hydropumpe 3 und der Brennkraftmaschine 8 kann eine Kupplung 9 angeordnet sein. Die Hydropumpe 3 steht darüber hinaus mit einer im vorliegenden Ausführungsbeispiel koaxial zur Brennkraftmaschine 8 und zur Hydropumpe 3 angeordneten elektrischen Maschine 10 in mechanischer Antriebsverbindung. Hierbei ist die Hydropumpe 3 bevorzugt axial zwischen der Brennkraftmaschine 8 und der elektrischen Maschine 10 angeordnet, so dass eine Triebwelle 3a der Hydropumpe 3 an einem Ende mit der Brennkraftmaschine 8 und am entgegengesetzten Ende mit der elektrischen Maschine 10 verbunden ist (Inline-Anordnung). Der elektrischen Maschine 10 ist ein Leistungsmodul 11 zugeordnet, das an den Energiespeicher 7 angeschlossen ist.
Die elektrische Maschine 10 kann in verschiedenen Betriebszuständen zum Einsatz kommen: So ist es durch die mechanische Verbindung der elektrischen Maschine 10 mit der an die Brennkraftmaschine 8 gekoppelten Hydropumpe 3 möglich, durch die Brennkraftmaschine 8 Leistung sowohl in die Hydropumpe 3 als auch in die elektrische Maschine 10 einzuspeisen, die dann als Generator arbeitet und den Energiespeicher 7 lädt. Es ist umgekehrt auch möglich, die Hydropumpe 3 nicht allein durch die Brennkraftmaschine 8 sondern parallel dazu durch die im Motorbetrieb arbeitende elektrische Maschine 10 anzutreiben, die aus dem Energiespeicher 7 gespeist wird. Schließlich kann die Hydropumpe 3 auch allein durch die im Motorbetrieb arbeitende elektrische Maschine 10 angetrieben werden, sofern die Kupplung 9 geöffnet ist oder ein an dieser Stelle angeordneter Freilauf einen Stillstand oder den Leerlauf der Brennkraftmaschine 8 zulässt.
Denkbar ist es auch, dass auf eine Brennkraftmaschine verzichtet wird, sofern der Energiespeicher 7 extern geladen werden kann und über eine ausreichend große Energiedichte und Speicherkapazität verfügt.
Es versteht sich, dass auch Abweichungen von der beschriebenen Ausführung des erfindungsgemäßen hydrostatisch-elektrischen Fahrantriebs möglich sind, bei denen keine mit der Hydropumpe 3 mechanisch verbundene, elektrische Maschine 10 vorhanden ist. Dabei kann der Energiespeicher 7 z.B. von einem separaten Generator der Brennkraftmaschine 8 geladen werden, der auch als Starter-Generator ausgebildet sein kann.
In dem in 3 dargestellten Leistungsdiagramm des erfindungsgemäßen hydrostatisch-elektrischen Fahrantriebs ist auf der Abszisse die Fahrgeschwindigkeit v und auf der Ordinate die Zugkraft z aufgetragen, jeweils in Prozent einer maximal zur Verfügung gestellten Leistung, wie sie für einen konventionellen, ausschließlich hydrostatischen oder ausschließlich elektrischen Fahrantrieb üblicherweise installiert wird. Die gestrichelte Linie H stellt dabei die Leistungshyperbel einer dafür geeigneten Brennkraftmaschine dar, also eine Kurve konstanter Leistung, die im Fahrantrieb in Form von Zugkraft und/oder Fahrgeschwindigkeit abgegriffen werden kann. Hierbei definiert der Endpunkt E1 die von der Brennkraftmaschine her maximal mögliche Zugkraft und der Endpunkt E2 die maximal mögliche Fahrgeschwindigkeit.
Ein hydrostatischer Fahrantrieb ist stufenlos regelbar, kompakt und dauerfest im Bereich der Eckleistung. Er verfügt ferner über die Fähigkeit, sehr langsam betrieben werden zu können (Langsamlauffähigkeit). Darüber hinaus ist eine Flüssigkeitskühlung inhärent vorhanden.
Ein elektrischer Fahrantrieb ist stufenlos regelbar und drehfreudig bei niedrigem Geräusch und geringen Verlusten. Ferner ist ein solcher Antrieb kurzzeitig relativ hoch überlastbar. Schließlich besteht die Möglichkeit der Energierückgewinnung.
Um einerseits eine größtmögliche Zugkraft und andererseits eine größtmögliche Fahrgeschwindigkeit zu erzielen, ist ein ausschließlich hydrostatischer oder ausschließlich elektrischer Antrieb auf diese Extremfälle auszulegen und daher entsprechend aufwendig und kostenintensiv.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrantrieb, der-wie beschrieben - aus einer Kombination von hydrostatischen und elektrischen Antriebseinheiten besteht, wird die Fläche unter der Leistungshyperbel H in drei Bereiche B1, B2 und B3 aufgeteilt. Im Bereich B1 kommt lediglich der hydraulische Antrieb zum Einsatz, wobei die Zugkraft auf beispielsweise etwas weniger als 50% bezüglich E1 begrenzt ist, während die Fahrgeschwindigkeit nur wenig unter 100% von E2 bleibt, jedoch bei einer etwas verminderten Zugkraft. Auf diesen Bereich B1 ist die Brennkraftmaschine 8 ausgelegt, die deshalb nur eine geringere, ständig verfügbare Eckleistung aufweisen muss, als eine Brennkraftmaschine mit einer Eckleistung, wie sie in der Leistungshyperbel H visualisiert ist.
In einem Bereich B2 wird der elektrische Antrieb zugeschaltet. Dabei kann die Zugkraft im Vergleich zum Bereich B1 deutlich erhöht werden, beim Anfahren und sehr langsamer Fahrgeschwindigkeit annähernd verdoppelt. In diesem Bereich erfolgt die Energieversorgung des hydrostatisch-elektrischen Antriebs durch die Brennkraftmaschine 8 und den Energiespeicher 7.
Durch kurzzeitige Überlastung des elektrischen Fahrantriebs kann die Zugkraft bei jeder Fahrgeschwindigkeit erhöht werden: Dieser Bereich, in dem wie im Bereich B2 eine Energieversorgung aus der Brennkraftmaschine 8 und dem Energiespeicher 7 erfolgt, ist mit B3 gekennzeichnet. Es sind dabei, wie dargestellt, unterschiedliche Überlastungsgrade möglich. Im Extremfall kann dabei vom hydrostatisch-elektrischen Antrieb eine Leistungsabgabe, die der Leistungshyperbel enstpricht oder diese sogar teilweise übersteigt. In diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn der/die Elektromotoren) und das/die Leistungsmodul(e) flüssigkeitsgekühlt sind, bevorzugt durch Druckmittel aus dem hydraulischen Kreislauf.
Bei dem erfindungsgemäßen hydrostatisch-elektrischen Fahrantrieb erweist es sich als Vorteil, dass eine Dauerfestigkeit der Komponenten in der Regel nur bei Überführungsfahren (hohe Fahrgeschwindigkeit) und bei Arbeitsvorgängen (hohe Zugkraft und niedrige Fahrgeschwindigkeit, z.B bei landwirtschaftlichen Maschinen, wie Traktor etc.) gefordert ist. Die bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, d. h. im Bereich B1 betriebenen hydrostatischen Komponenten sind daher dauerfest ausgelegt. Der zur Zugkrafterhöhung beim Anfahren und bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten zugeschaltete elektrische Antrieb ist in diesem Betriebszustand (Bereich B2) ebenfalls dauerfest. Da eine hohe Zugkraft außerhalb des Langsamfahrbereichs nur selten erforderlich ist, genügt es, wenn der zugeschaltete elektrische Antrieb in diesem Betriebszustand (der dem Bereich B3 entspricht) nur zeitfest ist.
In den 4 und 5 sind zwei Varianten des erfindungsgemäßen hydrostatisch-elektrischen Fahrantriebs dargestellt. Bei der Variante gemäß 4 besteht der Fahrantrieb aus vier einzelnen Radantrieben 12, 13, 14 und 15, die jeweils aus einem Hydromotor 1, einem Elektromotor 4 und einem zwischengeschalteten Getriebe 5 bestehen, wobei alle Hydromotoren 1 an die Hydropumpe 3 angeschlossen sind. Bei dieser Anordnung lässt sich für jede Achse mit nur geringem Aufwand eine Antriebsschlupfregelung realisieren. Der Energiespeicher 7, an den die Elektromotoren 4 und die elektrische Maschine 10 angeschlossen ist, in der Figur nicht dargestellt.
Bei der Variante gemäß 5 ist ein Zentralantrieb für zwei Radachsen 16, 17 vorgesehen. Hierbei ist an die Brennkraftmaschine 8 ein Verteilergetriebe 18 angeschlossen, das die Hydropumpe 3 und die elektrische Maschine 10 als Generator antreibt. Die Hydropumpe 3 ist mit dem Hydromotor 1 verblockt. Die elektrische Maschine 10 ist mit dem Elektromotor 4 verblockt und steht in elektrischer Antriebsverbindung mit diesem. Ein Summierungsgetriebe 19 stellt eine mechanische Verbindung zwischen dem Hydromotor 1 und dem Elektromotor 4 her und ist ausgangsseitig mit einem zwischen den Radachsen 16, 17 angeordneten Endgetriebe 20 verbunden, von dem aus Gelenkwellen 21, 22 zu den Radachsen 16, 17 führen. Die elektrische Maschine 10 und der Elektromotor 4 sind an den in der Figur nicht dargestellten elektrischen Energiespeicher 7 angeschlossen.

Claims

Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb mit einem hydraulischen Kreislauf, der eine Hydropumpe und mindestens einen Hydromotor aufweist, und mit einem Elektromotor, der an einen elektrischen Energiespeicher angeschlossen ist und durch den Leistung in den Hydromotor einspeisbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) in mechanischer Antriebsverbindung mit dem Hydromotor (1) steht, der im Schluckvolumen auf Null verstellbar ist und als Übertragungselement für vom Elektromotor erzeugte mechanische Leistung dient.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) als Generator betreibbar und die generatorisch erzeugte elektrische Energie in den Energiespeicher (7) einspeisbar ist.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) koaxial zu dem Hydromotor (1) angeordnet ist.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Hydromotor (1) und den Elektromotor (4) ein Getriebe (5) geschaltet ist.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) und/oder ein zugeordnetes Leistungsmodul (6) durch Druckmittel aus dem hydraulischen Kreislauf kühlbar sind.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydropumpe (3) in mechanischer Antriebsverbindung mit einer elektrische Maschine (10) steht.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydropumpe (3) durch eine Brennkraftmaschine (8) antreibbar ist.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Hydropumpe (3) in mechanischer Antriebsverbindung stehende elektrische Maschine (10) als Generator betreibbar und die erzeugte elektrische Energie in den Energiespeicher (7) einspeisbar ist.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (8), die Hydropumpe (3) und die mit der Hydropumpe (3) in mechanischer Antriebsverbindung stehende elektrische Maschine (10) koaxial zueinander angeordnet sind.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydropumpe (3) axial zwischen der Brennkraftmaschine (8) und der mit der Hydropumpe (3) in mechanischer Antriebsverbindung stehenden elektrischen Maschine (10) angeordnet ist.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Brennkraftmaschine (8) und die Hydropumpe (3) eine Kupplung (9) und/oder ein Freilauf geschaltet ist.
Hydrostatisch-elektrischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Hydropumpe (3) in Antriebsverbindung stehende elektrische Maschine (10) und/oder ein zugeordnetes Leistungsmodul (11) durch Druckmittel aus dem hydraulischen Kreislauf kühlbar sind.
Hydrostatisch-elektrischer Antrieb nach einem der Ansprüch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrantrieb mindestens zwei Radantriebe (12, 13 bzw 14, 15) aufweist, die jeweils einen Hydromotor (1) und einen damit in mechanischer Antriebsverbindung stehenden Elektromotor (4) umfassen.