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Die Erfindung betrifft eine allradgetriebene, landwirtschaftliche Zugmaschine mit luftbereiften Rädern und Rahmenknicklenkung mit einem Vorderrahmen, einem Hinterrahmen und einem Knickgelenk, wobei ein Antrieb der Räder elektromotorisch erfolgt.
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Die Erfindung wird vorzugsweise für Traktoren mit einem Gewicht von mehr als 15 Tonnen mit Leistungen von mehr als 600 PS angewendet.
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Landwirtschaftliche Zugfahrzeuge mit hoher Leistung sind Schleppfahrzeuge ohne unmittelbare Beladung und müssen regelmäßig ein hohes Gewicht aufweisen, um zur Erzielung einer hohen Zugkraft die erforderliche Kraft auf den Boden zu übertragen. Hohe Zugkräfte sind bei landwirtschaftlichen Zugfahrzeugen, insbesondere beim Einsatz von zu schleppenden Großgeräten erforderlich. Der Einsatz von Großgeräten ist insbesondere zur ökonomischen Bewirtschaftung großer Felder erforderlich. Zur Erzielung dieser erforderlichen hohen Zugkraft ist ein sehr leistungsstarker Antriebsmotor mit einer Motorleistung von vorzugsweise mehr als 600 PS erforderlich. Diese hohen Motorleistungen sind mit den mechanischen Getrieben im Stand der Technik nicht dauerhaltbar übertragbar.
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Bei einer Verwendung von so genannten hydrodynamischen oder hydrostatischen Getrieben ist ein Aufbau des Zugfahrzeugs verkompliziert, ein Bauraumbedarf des Antriebs vergrößert und ein Wirkungsgrad des Antriebs verringert.
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Bei einer Vielzahl von Feldern bestehen häufig hohe ökologische Anforderungen, insbesondere sollen beim Befahren derartiger Böden zur Bodenschonung lediglich geringe Flächenkräfte auf den Boden einwirken. Zur Einhaltung geringer Bodendrücke beim Einsatz von landwirtschaftlichen Zugfahrzeugen mit hohem Gewicht sind im Stand der Technik verschiedene Lösungen bekannt.
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Beispielsweise sind leistungsstarke, schwere mit Verbrennungsmotoren angetriebene Traktoren mit Gleisbändern bekannt, die zwar hohe Gewichte, aber durch die Größe der Aufstellfläche der Gleisbänder auf ebenen Böden einen geringen Kontaktflächendruck aufweisen sollen.
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Nachteilig ist dabei, dass Traktoren mit Gleisbändern die Last über Laufrollen auf dem Boden abstützen und dabei unter den Laufrollen sehr hohe Kontaktdrücke verursachen. Des Weiteren ist dabei nachteilig, dass derartige Traktoren mit Gleisbändern regelmäßig Breiten zwischen 3 m und 4 m aufweisen und dadurch in Deutschland zur Teilnahme am Straßenverkehr jeweils einer Ausnahmegenehmigung für Breiten über 2,55 m bedürfen. Weiterhin wird durch die Fahrwerkskonstruktion der Fahrkomfort stark eingeschränkt, so dass Fahrgeschwindigkeiten von maximal 30 km/h den Straßenverkehr erheblich beeinträchtigen.
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Bei leistungsstarken, schweren Traktoren ist weiterhin die Anordnung von Breitreifen oder von Zwillingsreifen bekannt, die ebenfalls eine Reduzierung des Kontaktdrucks bewirken sollen.
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Nachteilig ist dabei ebenfalls, dass diese Traktoren regelmäßig Breiten von über 2,55 m aufweisen und dadurch zur Teilnahme am Straßenverkehr jeweils einer Ausnahmegenehmigung für Breiten bedürfen. Bei temporär zu verwendenden Zwillingsreifen, die lediglich auf dem Feld verwendet werden sollen, ist nachteilig, dass eine Montage der Zwillingsräder nur unter erheblichem zeitlichen und technischen Aufwand möglich ist und so jeder Wechsel zusätzliche Kosten verursacht.
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Des Weiteren ist auch bei derartigen Traktoren nachteilig, dass diese nur für sehr ebene Felder bodenschonend einsetzbar sind; beim Befahren von Böden, die nicht eben sind, werden partiell sehr hohe Bodendrücke verursacht. Insbesondere wird der Boden beim Überfahren von Kuppen unter den inneren Rädern und beim Durchfahren von Senken unter den äußeren Rädern jeweils hohen Drücken ausgesetzt. Bei der Verwendung von Zwillingsrädern wird der Reifendruck regelmäßig um den Faktor 1,75 erhöht, um der Verminderung der Bodenbelastung und des Schlupfes entgegenzuwirken. Weiterhin wird auf nachgiebigem Ackerboden bei breiten Reifen und bei Zwillingsreifen ein höherer Fahr- bzw. Rollwiderstand wirksam.
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Im Stand der Technik sind darüber hinaus leistungsstarke, schwere, allradgetriebene und mit Verbrennungsmotoren angetriebene landwirtschaftliche Zugmaschinen mit luftbereiften Rädern mit großen Durchmessern und mit Rahmenknicklenkung bekannt. Dabei ist an Vorderrahmen und Hinterrahmen jeweils eine angetriebene Achse mit je zwei Rädern angeordnet. Die großen Räder weisen zumindest bei geringem Reifenluftdruck eine jeweils große Aufstandsfläche auf und ermöglichen dadurch die Einhaltung eines geringen Kontaktflächendruckes.
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Nachteilig ist dabei, dass in Folge des zur Bodenschonung erforderlichen geringen Reifenluftdruckes von weniger als 1,0 bar, insbesondere bei Radlasten mehr als 2500 kg ein Schlupf zwischen Felgen und Reifen zu verzeichnen ist, der nicht nur die Übertragung hoher Leistungen unmöglich macht, sondern darüber hinaus eine Schädigung der auf den Felgen rutschenden Reifen zur Folge hat und bis zur Einstellung der Betriebsbereitschaft des Traktors oder zur Zerstörung des Reifens führen kann. Dabei ist besonders nachteilig, dass für derartige Traktoren mit Gewichten von mehr als 18.000 kg, die zur Erzielung ausreichender Zugkräfte erforderlich sind, Ausnahmegenehmigungen für die Straßenbenutzung wegen Überschreitung zulässiger Achsenlasten notwendig sind.
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Des Weiteren ist bei derartigen Zugmaschinen das Verhältnis zwischen Zugkraft und Fahrzeuggewicht der so genannte geringe Triebkraftbeiwert in einem Bereich von etwa zwischen 0,50 und 0,65 unzureichend. Des Weiteren können sich Achslasten unter Zugbelastung in Abhängigkeit von der Art der Anhängung ungünstig verändern.
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Nachteilig bei den bekannten leistungsstarken, schweren, allradgetriebenen, landwirtschaftlichen Zugmaschinen mit luftbereiften Rädern ist außerdem der aus dem geringen Triebkraftbeiwert und dem hohen Schlupf resultierende hohe Kraftstoffverbrauch.
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Die
US 2002/0 175 009 A1 beschreibt einen allradgelenkten, zwillingsbereiften Lastkraftwagen mit einem elektrischen Einzelradantrieb.
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Die
US 3 937 292 A beschreibt einen dieselelektrisch betriebenen Traktor.
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Die
GB 2 253 379 A beschreibt ein Personenkraftwagen mit einer schnellwechselfähigen Batterieanordnung und einem Radnabenantrieb.
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Die
US 2006/0 260 859 A1 beschreibt eine radselektive Steuerung der Antriebsmotoren eines Fahrzeugs zur Vermeidung einer Interaktion des Antriebs mit der Lenkung insbesondere während einer Kurvenfahrt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine landwirtschaftliche leistungsstarke Zugmaschine anzugeben, die eine gute Traktion und einen geringen Kraftstoffverbrauch aufweist, kostengünstig herstellbar ist und die einen zuverlässigen Betrieb ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Zugmaschine weist eine Rahmenknicklenkung mit einem Vorderrahmen, einem Hinterrahmen und einem zwischen diesen angeordneten Knickgelenk auf, wobei jeweils vier Räder an Vorderrahmen und Hinterrahmen angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Generator in Form eines seriellen Hybridantriebs gekoppelt und eine Mehrzahl von mit dem Generator elektrisch verbundenen Elektromotoren treibt die einzelnen Räder an. Dadurch ist vorteilhafterweise kein mechanischer und/oder hydraulischer Antriebsstrang in der Zugmaschine erforderlich. Daraus resultieren eine verringerte Anzahl von bewegten Bauteilen und ein reduzierter Verschleiß.
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Der elektrische Antrieb der Zugmaschine ist insbesondere bei Kälte vorteilhaft, da Wirkungsgradverschlechterungen und reduzierte Schmiermittelzufuhr im Antriebsstrang, welche in einem herkömmlichen mechanischen und/oder hydraulischen Antriebsstrang durch die Viskositätsveränderung des Schmiermittels auftreten, sicher vermieden sind.
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Durch die direkte Kopplung der Verbrennungskraftmaschine, wobei als Verbrennungskraftmaschine jede herkömmliche Verbrennungskraftmaschine großer Motorleistung, also insbesondere Dieselmotoren oder Gasturbinen, einsetzbar sind, mit dem Generator sind eine sehr hohe Motorleistung und daraus resultierend hohe Zugkräfte durch die Zugmaschine umsetzbar und übertragbar. insbesondere sind Motorleistungen von mehr als 600 PS sicher und dauerhaltbar übertragbar.
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Durch die Kopplung der Verbrennungskraftmaschine mit dem Generator ist ein Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in einem verbrauchsoptimierten Drehzahlbereich ermöglicht, wodurch Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemission reduziert werden.
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Durch die Anordnung jeweils einer Hauptachse am Vorderrahmen und am Hinterrahmen, wobei an jedem Ende jeder Hauptachse jeweils ein um die Hauptachse schwenkbares, zweiarmiges Pendel angeordnet ist, an dessen Enden jeweils ein einzelnes, elektromotorisch abgetriebenes Rad mittels einer Radachse angeordnet ist, wobei jeweils eine Hauptachse mit zwei Pendeln und vier Rädern ein Tandempendel bildet, wobei jedes zweiarmige Pendel gegenüber dem korrespondierenden Pendel der gleichen Hauptachse unabhängig um die Hauptachse schwenkbar ist und jeweils vier der acht Räder an jeder Seite der Zugmaschine in Fahrtrichtung in einer Spur hintereinander angeordnet sind, wobei jeweils zwei an einer Hauptachse angeordnete Pendel um die Hauptachse gegeneinander verdrehbar sind, wobei das Knickgelenk jeweils ein Ende des Vorderrahmens mit einem Ende des Hinterrahmens wenigstens mittelbar verbindet, gelingt es, eine Zugmaschine anzugeben, welche bei einer Breite von weniger als 2,55 m und einer Radlast von weniger als 2500 kg sowohl am öffentlichen Straßenverkehr teilnehmen kann, als auch beim Einsatz auf nichtebenen Feldern bodenschonend einsetzbar ist und Triebkraftbeiwerte bis 0,80 ermöglicht. Insbesondere ist durch die Anordnung von jeweils zwei gegeneinander verdrehbaren Pendeln an jeweils dem Vorderrahmen und dem Hinterrahmen sichergestellt, dass unabhängig von der Oberfläche des Feldes und unabhängig von Auslenkungen einzelner Räder die Last eines einzelnen Rades auf dem Boden stets konstant ist. Dadurch werden Spitzenbelastungen beim Durchfahren von Senken oder Hohlen vermieden. Des weiteren ist vorteilhaft, dass durch die Anordnung von jeweils vier Rädern in einer Spur hintereinander lediglich durch das erste, nämlich das vordere Rad, ein relativ hoher Anteil der Motorleistung zur Bereitung der Spur aufgewendet werden muss, während durch die drei nachfolgenden Räder die Motorleistung fast vollständig in Vortrieb bzw. Zugkraft umgewandelt werden kann. Diese unterschiedliche Verteilung der Antriebsleistung zwischen den einzelnen Rädern der Zugmaschine ist mittels separat steuer- und/oder regelbarer Elektromotoren auf besonders einfache Weise realisierbar.
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Die Erfindung ermöglicht eine allradgetriebene, landwirtschaftliche Zugmaschine, die einerseits bei hohem Gewicht, insbesondere bei einem Gewicht von maximal 32 t am Straßenverkehr teilnehmen kann und bei einem Gewicht von maximal 44 t mit an einer Anhängekupplung montierten landwirtschaftlichen Geräten auf dem Feld eingesetzt werden kann. Dabei ist einerseits der Einsatz einer hohen Leistung von insbesondere mehr als 600 PS auf dem Feld möglich, wobei auch bei geringen Reifenluftdrücken zwischen 0,60 bis 0,80 bar und bei Radlasten von jeweils nicht mehr als 2500 kg mit üblichen Reifengrößen bei einem geringen Schlupf zwischen Reifen und Felgen und einen Triebkraftbeiwert bis 80% möglich ist. Andererseits ist mit einer Fahrzeugbreite von nicht mehr als 2,55 m sowie einer Fahrgeschwindigkeit bis 60 km/h eine Teilnahme am öffentlichen Straßenverkehr möglich.
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Außerdem ist vorteilhaft, dass durch die Anordnung von acht Rädern die Radlasten und somit auch die übertragenen Kräfte jeweils niedrig gehalten werden können, wobei die zu übertragenden Kräfte durch die separate Steuerung und/oder Regelung der Elektromotoren einfach anpassbar sind und somit der Schlupf zwischen jeweils einem Rad und der zugehörigen Felge sehr gering ist, so dass es möglich ist, den Reifendruck auf etwa 0,6 bar gegenüber bei herkömmlichen Zugmaschinen üblicherweise 1,2 bar bis 1,6 bar zu reduzieren. Dadurch gelingt eine wirkungsvolle Reduzierung des maximalen Kontaktdruckes unter einem einzelnen Rad zur Bodenschonung und zur Schlupfminderung.
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Des Weiteren ist vorteilhaft, dass durch die Anordnung der als Tandem-Pendel bezeichneten Konstruktion zweier gegeneinander verdrehbarer Pendel die Anordnung einer Federung nicht erforderlich ist. Durch die ausgleichende Eigenschaft ergeben sich sehr komfortable Fahreigenschaften, insbesondere weisen die erfindungsgemäßen Zugmaschinen nicht die Springeffekte herkömmlicher luftbereifter Zugmaschinen mit insgesamt vier Rädern auf.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist jedes einzelne Rad mit einem separaten Elektromotor antreibbar, wobei ein solcher Elektromotor vorzugsweise als Radnabenmotor ausgebildet ist. Dadurch ist ein elektrischer Radantrieb auf einfache und effiziente Weise mit einer besonders geringen Anzahl an bewegten Teilen und insbesondere ohne Differential realisierbar. Durch die Anordnung jeweils eines Radnabenmotors in einem jeden Rad ist ein herkömmlicher mechanischer und/oder hydraulischer Antriebsstrang vollständig ersetzt, wodurch beispielsweise die Anzahl von bewegten Teilen um 50% gegenüber herkömmlichen gattungsgemäßen Zugmaschinen reduziert ist.
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Besonders vorteilhaft ist, dass ein Bauraumbedarf des Radnabenmotors derart minimiert ist, dass beispielsweise eine Reifendruckregelvorrichtung besonders einfach in die Zugmaschine implantierbar ist. Bei herkömmlichen mittels eines Verbrennungsmotors angetriebenen Zugmaschinen ist die Radachse eines Rades und der daran angeordnete Radantrieb an einer zur Zugmaschine weisenden Innenseite des Rades montiert, wodurch ein Druckschlauch einer Reifendruckregelvorrichtung an einer Außenseite des Rades angeordnet werden muss. An dieser Außenseite des Rades ist der Druckschlauch schutzlos der Umwelt und beispielsweise daraus resultierenden Beschädigungen und/oder Zerstörungen ausgesetzt. Der Radnabenmotor ist bei der erfindungsgemäßen Zugmaschine innerhalb des Rades angeordnet, wodurch der Druckschlauch der Reifendruckregelvorrichtung an der Innenseite des Rades angeordnet werden kann und somit wirkungsvoll vor mechanischen Umwelteinflüssen und somit vor Beschädigungen und/oder Zerstörungen geschützt ist.
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Eine Anordnung der Reifendruckregelvorrichtung an der Innenseite des Rades ist auch bei herkömmlichen Zugmaschinen mit einem hohen technischen Aufwand möglich, welcher die Achskonstruktion verkompliziert und die Produktionskosten erhöht.
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Durch die separate Steuerung und/oder Regelung der einzelnen Radnabenmotoren ist zweckmäßigerweise ein Durchdrehen einzelner Räder vermeidbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden am jeweiligen zweiarmigen Pendel gemeinsam angeordneten Räder mit einem Elektromotor antreibbar, wodurch die Anzahl der für die Zugmaschine benötigten Elektromotoren im Vergleich zur Verwendung von Radnabenmotoren auf vier verringert wird.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die vier am jeweiligen Tandempendel jeweils einer der Hauptachsen angeordneten Räder mit einem Elektromotor antreibbar, wobei zwischen zwei Pendeln jeweils einer der Hauptachsen ein Differentialgetriebe mit einer zuschaltbaren Differentialsperre angeordnet ist. Vorteilhaft ist dabei, dass sowohl bei üblichen Einsatzbedingungen das Zugfahrzeug einem geringen Verschleiß unterliegt als auch dass bei großem Schlupf zwischen Zugfahrzeug und Boden durch die zuschaltbare Differentialsperre eine Vergrößerung des Triebkraftbeiwertes ermöglicht ist.
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Besonders vorteilhaft sind sämtliche in der Zugmaschine angeordnete Elektromotoren separat steuer- und/oder regelbar. Dadurch ist zweckmäßigerweise ein Durchdrehen einzelner Räder und/oder aus mehreren Rädern gebildete Radgruppen vermeidbar.
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Bei einer in einer weiteren Ausführungsform vorgesehenen Anordnung der Anhängekupplungen für landwirtschaftliche Geräte, insbesondere Zugpendel und Drei-Punkt-Anhängung, sowie der Anhängerkupplung für Anhänger vertikal drehbar im Bereich des Mittelpunktes zwischen den vier Rädern des Hinterrahmens ist vorteilhaft, dass auch bei Lenkkorrekturen der Zugmaschine insbesondere aufgesattelte landwirtschaftliche Maschinen und Anhänger im Bereich der Anhängerkupplung während des Arbeitsprozesses keinen bzw. relativ geringen Impulsen und Kräften quer zur Fahrtrichtung ausgesetzt werden. Weiterhin werden die Anhängerkupplungen wegen des möglichen Kraftwechsels gedämpft bzw. entsprechend der Lenkbewegung zwangsgeführt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist an oder in dem Hinterrahmen eine elektrische Koppeleinheit zur Versorgung eines elektrischen Antriebs zumindest eines Anbaugeräts mit elektrischer Energie angeordnet. Somit ist der elektrische Antrieb des an die Zugmaschine gekoppelten Anbaugeräts auf einfache Art und Weise mit von der Zugmaschine erzeugter elektrischer Energie versorgbar.
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Es ist möglich, alle Ausgestaltungen dieser Erfindung mit allen Ausgestaltungen der
WO 2005/100133 A1 , deren Inhalt ausdrücklich und vollumfänglich durch Verweis hierin aufgenommen wird, in gewinnbringender Weise zu kombinieren.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Darin zeigen:
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1 schematisch eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Zugmaschine mit Radnabenmotoren,
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2 schematisch eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Zugmaschine mit vier Elektromotoren und
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3 schematisch eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer Zugmaschine mit zwei Elektromotoren
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch die Draufsicht einer landwirtschaftlichen Zugmaschine 1 mit einem Vorderrahmen 2 und einem Hinterrahmen 3, wobei das Knickgelenk 4 jeweils ein Ende des Vorderrahmens 2 mit einem Ende des Hinterrahmens 3 wenigstens mittelbar verbindet.
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Im, am und/oder auf dem Vorderrahmen 2 ist eine herkömmliche Verbrennungskraftmaschine 9 angeordnet, welche mit einem herkömmlichen Generator 10 in Form eines seriellen Hybridantriebs gekoppelt ist und wobei eine Mehrzahl von mit dem Generator 10 elektrisch verbundenen Elektromotoren 8 die einzelnen Räder 7 antreibt.
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Die von der Verbrennungskraftmaschine 9 erzeugte mechanische Energie wird vom Generator 10 in elektrische Energie umgewandelt. Mit der erzeugten elektrischen Energie werden die Elektromotoren 8 als unmittelbare Antriebe für die Räder 7 versorgt, wodurch die Kraftübertragung sehr einfach elektronisch steuerbar ist.
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Die Verbrennungskraftmaschine 9 ist als Dieselmotor oder als Gasturbine vorzugsweise mit einer Leistung von mehr als 600 PS ausgebildet.
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In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist jedes einzelne Rad 7 mit einem separaten Elektromotor 8, welcher als Radnabenmotor ausgebildet ist, antreibbar. Dadurch ist ein elektrischer Radantrieb auf einfache und effiziente Weise mit einer besonders geringen Anzahl an bewegten Teilen und insbesondere ohne Differential realisierbar. Durch die Anordnung jeweils eines Radnabenmotors in einem jeden Rad 7 ist ein herkömmlicher mechanischer und/oder hydraulischer Antriebsstrang vollständig ersetzt, wodurch die Anzahl von bewegten Teilen um 50% reduziert ist.
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Besonders vorteilhafterweise ist ein Bauraumbedarf des Radnabenmotors derart minimiert, dass eine Reifendruckregelvorrichtung besonders einfach in die Zugmaschine 1 implantierbar ist. Der Radnabenmotor hingegen ist innerhalb des Rades 7 angeordnet, wodurch der Druckschlauch der Reifendruckregelvorrichtung an der Innenseite des Rades 7 angeordnet werden kann und somit wirkungsvoll vor mechanischen Umwelteinflüssen und somit vor Beschädigungen und/oder Zerstörungen geschützt ist. Dies ist besonders vorteilhaft gegenüber herkömmlich mittels eines Verbrennungsmotors angetriebenen Zugmaschinen, bei denen die Radachse eines Rades 7 und der daran angeordnete Radantrieb an einer zur Zugmaschine 1 weisenden Innenseite des Rades 7 montiert sind, wobei ein Druckschlauch der Reifendruckregelvorrichtung an einer Radaußenseite angeordnet werden muss, wodurch dieser Druckschlauch schutzlos den Umwelteinflüssen und beispielsweise daraus resultierenden Beschädigungen und/oder Zerstörungen ausgesetzt ist.
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Eine Anordnung der Reifendruckregelvorrichtung an der Innenseite des Rades ist auch bei herkömmlich mittels Verbrennungsmotors angetriebenen Zugmaschinen mit einem hohen technischen Aufwand möglich, welcher die Achskonstruktion verkompliziert und die Produktionskosten erhöht.
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Die Elektromotoren 8 sind auf herkömmliche Art und Weise sehr einfach elektronisch steuer- und/oder regelbar. Durch die separate Steuerung und/oder Regelung der einzelnen Elektromotoren 8 ist zweckmäßigerweise ein Durchdrehen einzelner Räder 7 vermeidbar.
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Sowohl am Vorderrahmen 2 als auch Hinterrahmen 3 ist jeweils eine Hauptachse 5 angeordnet, wobei an jedem Ende jeder Hauptachse 5 ein um die Hauptachse 5 schwenkbares, zweiarmiges Pendel 6 angeordnet ist, an dessen Enden jeweils ein einzelnes Rad 7 mittels einer Radachse angeordnet ist, wobei jeweils eine Hauptachse 5 mit zwei Pendeln 6 und vier Rädern 7 ein Tandempendel bildet. Jedes zweiarmige Pendel 6 ist gegenüber dem korrespondierenden Pendel 6 der gleichen Hauptachse 5 unabhängig um die Hauptachse 5 schwenkbar. Jeweils zwei an einer Hauptachse 5 angeordnete Pendel 6 sind um die Hauptachse 5 gegeneinander verdrehbar. An jedem vorderen und hinteren Ende des Pendels 6 ist jeweils ein Rad 7 mit einem Elektromotor 8 angeordnet. Die Radachsen aller Räder 7 sowie die Hauptachse 4 eines jeden Teilrahmens 2 und 3 verlaufen zueinander parallel. Die jeweils vier Räder 7 an jeder Seite der Zugmaschine 1 sind in Fahrtrichtung in einer Spur hintereinander angeordnet.
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Alle vier Räder
7 eines Teilrahmens
1 und
2 stehen jederzeit mit jeweils der gleichen Aufstandskraft auf dem Boden; eine Federung ist wegen des geringen Luftdrucks in den Rädern
7 und der Konstruktion der Tandemachse nicht erforderlich. Die Wirkungsweise des hier dargestellten Knickgelenks
4 ist ausführlich in der
WO 2005/100133 A1 dargestellt und beschrieben.
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Im Bereich des Mittelpunktes zwischen den vier Rädern 7 des Hinterrahmens 3 ist eine herkömmliche Anhängekupplung 11 für landwirtschaftliche Geräte und Anhänger vertikal drehbar angeordnet.
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An oder im Hinterrahmen 3 ist eine elektrische Koppeleinheit 12 zur Versorgung eines elektrischen Antriebs zumindest eines Anbaugeräts mit elektrischer Energie angeordnet, wobei diese elektrische Energie vom mit der Verbrennungskraftmaschine 9 gekoppelten Generator 10 erzeugt wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine hohe zusätzliche Ballast im Bereich des hinteren Tandempendels der Zugmaschine 1 entfernbar angeordnet, wobei der Ballast zur effektiven Zugkraftübertragung die Zugmaschine 1 belastet und im Austausch für technologisch bedingte Nutzmassen, insbesondere für zu transportierende Güter oder für aufzunehmende Arbeitsgeräte und -aggregate entfernbar ist.
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2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Zugmaschine 1 mit vier Elektromotoren 8.
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In dieser zweiten Ausführungsform sind die beiden am jeweiligen zweiarmigen Pendel 6 gemeinsam angeordneten Räder 7 mit einem Elektromotor 8 antreibbar. Dadurch ist der Radantrieb auf einfache und effiziente Weise mit einer geringen Anzahl an bewegten Teilen und insbesondere ohne Differential realisierbar.
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Die Anordnung eines Differentials zwischen den beiden am jeweiligen zweiarmigen Pendel 6 gemeinsam angeordneten und mit einem Elektromotor 8 angetriebenen Rädern 7 ist nicht notwendig, da beide Räder 7 auch bei einer Kurvenfahrt in nahezu einer Spur hintereinander laufen und sich somit keine Drehzahlunterschiede zwischen den Rädern 7 durch unterschiedliche Kurvenradien ergeben. Die Räder 7 des korrespondierenden Pendels 6 der gleichen Hauptachse 5 durchlaufen einen unterschiedlichen Kurvenradius, wobei die daraus resultierenden Drehzahlunterschiede durch die separate Steuerung und/oder Regelung der einzelnen Elektromotoren 8 kompensiert werden.
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Die Elektromotoren 8 sind aufherkömmliche Art und Weise sehr einfach elektronisch steuer- und/oder regelbar. Durch die separate Steuerung und/oder Regelung der einzelnen Elektromotoren 8 ist zweckmäßigerweise ein Durchdrehen einzelner Räder 7 vermeidbar.
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3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Zugmaschine 1 mit zwei Elektromotoren 8.
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In dieser dritten Ausführungsform sind die vier am jeweiligen Tandempendel jeweils einer der Hauptachsen 5 angeordneten Räder 7 mit einem Elektromotor 8 antreibbar. Dabei ist zwischen zwei Pendeln 6 für jeweils eine der Hauptachsen 5 ein Differentialgetriebe 13 mit einer zuschaltbaren Differentialsperre angeordnet. Vorteilhaft ist dabei, dass sowohl bei üblichen Einsatzbedingungen das Zugfahrzeug 1 einem geringen Verschleiß unterliegt als auch dass bei großem Schlupf zwischen Zugfahrzeug 1 und Boden durch die zuschaltbare Differentialsperre eine Vergrößerung des Triebkraftbeiwertes ermöglicht ist.
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Die Elektromotoren 8 sind auf herkömmliche Art und Weise sehr einfach elektronisch separat steuer- und/oder regelbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zugmaschine
- 2
- Vorderrahmen
- 3
- Hinterrahmen
- 4
- Knickgelenk
- 5
- Hauptachse
- 6
- Pendel
- 7
- Rad
- 8
- Elektromotor
- 9
- Verbrennungskraftmaschine
- 10
- Generator
- 11
- Anhängekupplung
- 12
- Koppeleinheit
- 13
- Differentialgetriebe
