DE102010063568A1 - Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines Nutzfahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines Nutzfahrzeuges Download PDF

Info

Publication number
DE102010063568A1
DE102010063568A1 DE102010063568A DE102010063568A DE102010063568A1 DE 102010063568 A1 DE102010063568 A1 DE 102010063568A1 DE 102010063568 A DE102010063568 A DE 102010063568A DE 102010063568 A DE102010063568 A DE 102010063568A DE 102010063568 A1 DE102010063568 A1 DE 102010063568A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power branch
mechanical
planetary gear
combustion engine
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102010063568A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010063568B4 (de
Inventor
Dr. Götz Manuel
Olrik Weinmann
Dr. Mohr Mark
Martin Fellmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102010063568.5A priority Critical patent/DE102010063568B4/de
Priority to US13/316,761 priority patent/US9010103B2/en
Publication of DE102010063568A1 publication Critical patent/DE102010063568A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102010063568B4 publication Critical patent/DE102010063568B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B59/00—Devices specially adapted for connection between animals or tractors and agricultural machines or implements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Antrieb von an ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug anschließbaren Arbeitsgeräten (2), wobei das Nutzfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine (6) und einen von der Verbrennungskraftmaschine (6) antreibbaren Generator (9) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass das Nutzfahrzeug und/oder das Arbeitsgerät (2) mindestens eine hydraulische Pumpe (5) zur Versorgung eines hydraulischen Arbeitskreislaufes (3) und einen mechanischen Anschluss (4) zum Antrieb des Arbeitsgerätes (2) aufweisen und dass die mindestens eine hydraulische Pumpe (5) und/oder der mechanische Anschluss (4) elektrisch und/oder mechanisch und mit einer durch Leistungsverzweigung regelbaren Drehzahl antreibbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge oder Traktoren können mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Arbeits- oder Anbaugeräten gekoppelt werden, welche unterschiedliche landwirtschaftliche Arbeitsfunktionen ausüben. Die Arbeitsgeräte werden in der Regel mechanisch oder hydraulisch angetrieben, beispielsweise über eine so genannte Zapfwelle, welche vom Verbrennungsmotor des Traktors angetrieben wird. Nachteilig hierbei ist die Abhängigkeit der Zapfwellendrehzahl von der Motordrehzahl, die bei unterschiedlichen Arbeitsgeräten nicht dem jeweiligen Drehzahloptimum entspricht.
  • Man hat daher bereits vorgeschlagen, die an den Traktor angebauten Arbeitsgeräte elektrisch anzutreiben, um die Antriebsdrehzahl für die Arbeitsgeräte von der Abtriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors des Traktors abzukoppeln. Durch die EP 1 995 108 A1 wurde eine Vorrichtung zur elektrischen Versorgung von an ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug ankoppelbaren Anbaugeräten bekannt. Im Antriebsstrang des Traktors ist ein von der Verbrennungskraftmaschine (im folgenden auch kurz Verbrennungsmotor genannt) angetriebener Generator angeordnet, welcher elektrische Energie erzeugt, die mittels einer elektrischen Übertragungseinrichtung auf das Anbaugerät übertragen wird. Im Anbaugerät, welches die landwirtschaftliche Arbeitsfunktion ausübt, ist mindestens ein Elektromotor angeordnet, welcher von dem elektrischen Versorgungssystem über elektrische Leitungen und eine Steckverbindung zum Traktor mit elektrischer Energie versorgt wird. Die dem oder den Elektromotoren zugeführte elektrische Leistung ist zwar durch die Übertragungseinrichtung regelbar, insofern sind die Antriebsdrehzahlen der Elektromotoren unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors. Nachteilig ist allerdings, dass die gesamte Antriebsleistung für das Anbaugerät als elektrische Leistung zugeführt wird, was eine Verschlechterung des Wirkungsgrades, d. h. einen höheren Treibstoffverbrauch für den. Verbrennungsmotor des Traktors bedeutet.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges der eingangs genannten Art einerseits vom Verbrennungsmotor unabhängige Antriebsdrehzahlen für die Arbeitsgeräte zu erreichen und andererseits eine Verbesserung des Antriebswirkungsgrades gegenüber einem rein elektrischen Antrieb zu erzielen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die im Nutzfahrzeug oder im Arbeitsgerät angeordneten hydraulischen Pumpen und/oder der mechanische Anschluss elektrisch und/oder mechanisch mit einer durch Leistungsverzweigung regelbaren Drehzahl antreibbar sind. Damit wird der Vorteil erreicht, dass durch den teilweise mechanisch erfolgenden Antrieb ein hoher Wirkungsgrad und durch den teilweise elektrischen Antrieb eine Regelbarkeit der Drehzahl aufgrund der Leistungsverzweigung erreicht werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Leistungsverzweigung einen mechanischen, von der Verbrennungskraftmaschine ausgehenden und einen elektrischen, von dem Generator ausgehenden Leistungszweig, wobei der mechanische und der elektrische Leistungszweig in einem Planetengetriebe zusammengeführt werden. Durch das Planetengetriebe ist es möglich, eine Drehzahlregelung für die Ausgangswelle des Planetengetriebes zu erreichen, welche die hydraulischen Pumpen und/oder den mechanischen Anschluss des Arbeitsgerätes antreiben.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der elektrische Leistungszweig mindestens einen Elektromotor, welcher in das Planetengetriebe eintreibt. Der Elektromotor erhält seine elektrische Antriebsenergie vom Generator, während der mechanische Leistungszweig seine Antriebsenergie vom Verbrennungsmotor erhält. Durch Umwandlung der elektrischen Antriebsenergie in mechanische Energie über den Elektromotor kann somit die Drehzahlregelung im Planetengetriebe erfolgen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Elektromotor als elektrische Maschine ausgebildet, welche sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar ist. Dies ergibt den Vorteil, dass Bremsenergie beim Betreiben des Arbeitsgerätes zurück gewonnen (rekuperiert) werden kann. Bremsenergie kann beispielsweise beim Abbremsen einer Hublast oder beim Abbremsen von rotierenden Massen des Arbeitsgerätes entstehen – sie kann dann in das System eingespeist werden und somit die Antriebsenergie des Verbrennungsmotors reduzieren.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der elektrische Leistungszweig eine geringere Leistung als der mechanische Leistungszweig auf. Dies ergibt den Vorteil eines höheren Gesamtwirkungsgrades für den Antrieb des Arbeitsgerätes.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Regelung der Drehzahl über die Regelung des elektrischen Leistungszweiges, d. h. der vom Elektromotor dem Planetengetriebe zugeführten mechanischen Leistung. Da nur ein geringer Teil der Gesamtleistung für die Regelung der Ausgangsdrehzahl des Planetengetriebes erforderlich ist, ergeben sich Vorteile bei der Regelung.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die hydraulische Pumpe oder die hydraulischen Pumpen vom Planetengetriebe angetrieben. In diesem Falle erfolgt der Antrieb des mechanischen Anschlusses über den mechanischen Leistungszweig. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Drehzahlen der hydraulischen Pumpen, welche hydraulische Arbeitskreise versorgen, an den jeweiligen Drehzahlbedarf angepasst werden kann.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der mechanische Anschluss über das Planetengetriebe angetrieben, woraus sich der Vorteil der Drehzahlregelung für den Antrieb des Arbeitsgerätes, andererseits auch der Vorteil eines relativ hohen Wirkungsgrades wegen des mechanischen Leistungszweiges ergeben.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind sowohl die Hydraulikpumpen als auch der mechanische Anschluss über ein oder zwei Planetengetriebe antreibbar. In diesem Falle ergibt sich der Vorteil, dass beide Verbraucher in ihren Antriebsdrehzahlen regelbar sind.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Generator als elektrische Maschine ausgebildet, die sowohl als Generator als auch als Motor betreibbar ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass Bremsenergie des Nutzfahrzeuges rekuperiert werden kann.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der elektrischen Maschine ein elektrischer Energiespeicher zugeordnet, in welchem rekuperierte Bremsenergie gespeichert und beim Antrieb des Arbeitsgerätes über den elektrischen Leistungszweig zu Gunsten des Verbrennungsmotors genutzt werden kann.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Verbrennungskraftmaschine und die elektrische Maschine im Antriebsstrang des Nutzfahrzeuges nach Art eines seriellen, parallelen oder leistungsverzweigten Hybridsystems angeordnet. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung kann somit mit den bekannten Ausbildungen von Hybridsystemen kombiniert werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert, wobei sich weitere Merkmale und/oder Vorteile aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung ergeben können. Es zeigen
  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Antrieb eines Arbeitsgerätes mit Leistungsverzweigung,
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung
  • 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 7 ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 8 ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 9 eine alternative Anordnung einer elektrischen Maschine im Antriebsstrang als serieller Hybrid und
  • 10 eine weitere alternative Anordnung der elektrischen Maschine im Antriebsstrang als leistungsverzweigter Hybrid.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Antrieb eines Arbeitsgerätes 2 eines nicht dargestellten landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges, im Folgenden kurz Traktor genannt. Das Arbeitsgerät 2 ist auf nicht dargestellte Weise an den Traktor ankoppelbar und kann je nach Bedarf gegen ein anderes Arbeitsgerät, welches eine andere landwirtschaftliche Arbeitsfunktion ausübt, ausgetauscht werden. Insofern ist die Verbindung des Arbeitsgerätes 2 mit dem Traktor lösbar. Das Arbeitsgerät 2 umfasst einen oder mehrere hydraulische Arbeitskreise, z. B. für die Betätigung eines Hubwerkes und für das Arbeitsgerät selbst. Ferner kann im Traktor ein Hydraulikkreis für die Schmierung und den Systemdruck für das Getriebe und die Hinterachse des Traktors vorgesehen sein. Ein Hydraulikreislauf ist beispielhaft mit der Bezugszahl 3 gekennzeichnet. Das Arbeitsgerät 2 umfasst ferner einen mechanischen Anschluss 4, z. B. in Form einer Kupplung für einen mechanischen Antrieb des Arbeitsgerätes 2, wobei der Antrieb vorzugsweise durch eine hier nicht dargestellte Zapfwelle des Traktors erfolgt. Der Hydraulikkreis 3 wird durch eine eigene Hydraulikpumpe 5 versorgt.
  • Der Traktor weist eine Antriebsmaschine auf, die als Verbrennungskraftmaschine 6, im Folgenden auch kurz Verbrennungsmotor 6 genannt, ausgebildet ist und schematisch dargestellt ist. Der Verbrennungsmotor 6 ist mechanisch über einen Antriebsstrang 7 mit einem Getriebe 8 verbunden, über welches die Räder des Traktors angetrieben werden. Zwischen Verbrennungsmotor 6 und Getriebe 8 ist im Antriebsstrang 7 ein Generator 9 zur Erzeugung von elektrischer Energie angeordnet, welcher einen Elektromotor 10 über einen elektrischen Leistungszweig 11 mit elektrischer Energie versorgt. Vom Antriebsstrang 7 ist ein mechanischer Leistungszweig 12 abgezweigt, der sich in zwei parallele Leistungszweige 12a, 12b teilt, wobei der mechanische Leistungszweig 12a das Arbeitsgerät 2 über den Anschluss 4 mechanisch und der Leistungszweig 12b ein Planetengetriebe 13 antreiben. Andererseits wird das Planetengetriebe 13 über einen mechanischen Leistungszweig 11a, die Abtriebswelle des Elektromotors 10, angetrieben. Die Abtriebswelle des Planetengetriebes 13 ist als mechanischer Leistungszweig 12c bezeichnet, welcher die hydraulische Pumpe 5 zur Versorgung des Hydraulikkreislaufes 3 antreibt. Bevorzugt ist die im elektrischen Leistungszweig 11 übertragene Leistung kleiner als die im mechanischen Leistungszweig 12b übertragene Leistung, sodass der Anteil an mechanischer Antriebsleistung für die Pumpe 5 größer als der Anteil an elektrischer Leistung ist. Daraus resultieren ein höherer Antriebswirkungsgrad für die Pumpe 5 und damit eine Entlastung des Verbrennungsmotors 6. Durch das Planetengetriebe 13 ist eine Drehzahlregelung der Abtriebswelle 12c des Planetengetriebes 13 bzw. der Antriebsdrehzahl der Pumpe 5 möglich. Geregelt wird in diesem Falle die über den elektrischen Leistungszweig 11 fließende elektrische Leistung, die dem Elektromotor 10 zugeführt wird. Damit kann die Antriebsdrehzahl der Pumpe 5 an den Drehzahlbedarf des Hydraulikkreislaufes 3 – oder anderer unterschiedlicher Kreisläufe – angepasst werden.
  • Der Generator 9 kann auch als elektrische Maschine ausgebildet sein, welche sowohl als Generator als auch als Motor betreibbar ist. Für diesen Fall ist optional ein elektrischer (gestrichelt dargestellter) Energiespeicher 14 vorgesehen. Der Energiespeicher 14 kann über das Getriebe 8 und den Antriebsstrang 7 eingespeiste Bremsenergie aufnehmen und speichern. Bei Bedarf wird die gespeicherte elektrische Energie an den Elektromotor 10 abgegeben. Die dargestellte Antriebskonfiguration für das Arbeitsgerät 2 über einen elektrischen Leistungszweig 11 und einen mechanischen Leistungszweig 12 entspricht einem Parallelhybridsystem.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer abgewandelten Antriebskonfiguration für das Arbeitsgerät 2 (für gleiche Teile werden gleiche Bezugszahlen wie in 1 verwendet). In diesem Falle geht der drehzahlgeregelte Antrieb auf den mechanischen Anschluss 4 des Arbeitsgerätes 2, während der Antrieb für die Pumpe 5 rein mechanisch und ungeregelt ist. Der mechanische Leistungszweig 12 führt über die Abzweigung 12a direkt zur Pumpe 5. Eine Abzweigung 12b treibt in das Planetengetriebe 13, welches gleichzeitig vom Elektromotor 10 mechanisch angetrieben wird. Der Elektromotor 10 wird über den elektrischen Leistungszweig 11 vom Generator 9 mit elektrischer Energie versorgt. Die Leistungsverzweigung über den mechanischen Leistungszweig 12, 12b und den elektrischen Leistungszweig 11 entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß 11 mit dem Unterschied, dass der mechanische Anschluss 4 des Arbeitsgerätes 2 drehzahlgeregelt angetrieben wird, während der Antrieb der Pumpe 5 von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 6 abhängig ist.
  • 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 stellt praktisch eine Überlagerung der Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 2 dar, indem sowohl die Pumpe 5 als auch der mechanische Anschluss 4 drehzahlgeregelt, jeweils über Leistungsverzweigung, angetrieben werden. Der elektrische Leistungszweig 11 versorgt die beiden Elektromotoren 10 mit elektrischer Leistung, und der mechanische Leistungszweig 12 treibt die beiden Planetengetriebe 13 an. Im vorliegenden Falle liegen also eine zweifache parallele Leistungsverzweigung und damit eine zweifache Drehzahlregelung, einerseits für die Pumpe 5 und andererseits für den mechanischen Anschluss 4, vor.
  • 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einfacher Leistungsverzweigung: Ein elektrischer Leistungszweig 11, ausgehend vom Generator 9, versorgt den Elektromotor 10 mit elektrischer Energie, der seinerseits mechanisch das Planetengetriebe 13 antreibt. Letzteres wird andererseits über den mechanischen Leistungszweig 12 angetrieben. Auf der Ausgangseite des Planetengetriebes 13 teilt sich der mechanische Leistungszweig in einen Leistungszweig 12a zum Antrieb des mechanischen Anschlusses 4 und in einen Leistungszweig 12b zum Antrieb der hydraulischen Pumpe 5. Zwar werden hier beide Verbraucher des Arbeitsgerätes 2 drehzahlgeregelt angetrieben, allerdings erfolgt der Antrieb beider Verbraucher mit der gleichen Drehzahl. Dies könnte in bestimmten Fällen, je nach Ausbildung des Arbeitsgerätes 2, ausreichend sein.
  • 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einfacher Leistungsverzweigung für den mechanischen Anschluss 4 des Arbeitsgerätes 2. Ein elektrischer Leistungszweig 11 versorgt einen ersten Elektromotor 10 und einen zweiten Elektromotor 10 mit elektrischer Energie, wobei der erste Elektromotor 10 das Planetengetriebe 13 und der zweite Elektromotor 10 die Pumpe 5 antreibt. Ein mechanischer Leistungszweig 12 treibt das Planetengetriebe 13 an, welches abtriebsseitig über den mechanischen Leistungszweig 12a mit dem mechanischen. Anschluss 4 verbunden ist. Beim mechanischen Anschluss 4 erfolgt eine Drehzahlregelung über das Planetengetriebe 13, wobei die Leistung des elektrischen Leistungszweiges 11 geregelt wird. Gleichzeitig wird die Leistung des zweiten Elektromotors 10 für den Antrieb der Pumpe 5 geregelt.
  • 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antriebsvorrichtung gemäß 6 entspricht dem Antriebssystem gemäß 5 mit dem Unterschied, dass bei 6 eine Schnittstelle 15 in Form einer Steckverbindung im elektrischen Leistungszweig 11 vorgesehen ist. Der Elektromotor 10 und die Pumpe 5 befinden sich im Arbeitsgerät 2.
  • 7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem leistungsverzweigten, drehzahlgeregelten Antrieb der Hydraulikpumpe 5 und einem. elektrischen, drehzahlgeregelten Antrieb für den mechanischen Anschluss 4 des Arbeitsgerätes 2. Das Planetengetriebe 13, welches die hydraulische Pumpe 5 antreibt, wird einerseits über den elektrischen Leistungszweig 11 und den ersten Elektromotor 10 und andererseits über den mechanischen Leistungszweig 12 angetrieben. Der mechanische Anschluss 4 wird über den zweiten Elektromotor 10 direkt elektrisch angetrieben, wobei beide Elektromotoren 10 vom elektrischen Leistungszweig 11 versorgt werden. Eine Drehzahlregelung kann über die beiden Elektromotoren 10 erfolgen. Die Pumpe 5 wird vorwiegend mechanisch über den Leistungszweig 12 angetrieben, der mechanische Anschluss 4 dagegen wird voll, d. h. seriell elektrisch angetrieben.
  • 8 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 mit dem Unterschied entspricht, dass bei 8 eine Schnittstelle 15 in Form einer Steckverbindung vorgesehen und der Elektromotor 10 für den mechanischen Anschluss 4 im Arbeitsgerät 2 angeordnet ist.
  • 9 zeigt eine alternative Anordnung von Generator 9a und Elektromotor 9b zwischen Verbrennungsmotor 6 und Getriebe 8. Der Generator 9a wird mechanisch von dem Verbrennungsmotor 6 angetrieben und versorgt den Elektromotor 9b mit elektrischer Leistung, während dieser mechanisch das Getriebe 8 antreibt. Verbrennungsmotor 6 und Getriebe 8 sind somit nicht mechanisch miteinander verbunden. Diese Antriebsanordnung entspricht einem seriellen Hybridsystem. Sämtliche oben aufgeführten Ausführungsbeispiele sind auch mit diesem seriellen Antriebssystem kombinierbar.
  • 10 zeigt eine weitere Alternative für die Anordnung des Generators 9a und des Elektromotors 9b im Antriebsstrang zwischen Verbrennungsmotor 6 und Getriebe 8: Ein vom Verbrennungsmotor 6 über den Antriebsstrang 7 mechanisch angetriebenes Planetengetriebe 16 verzweigt die Antriebsleistung über einen ersten Zweig 7a auf den Generator 9a und über einen zweiten Zweig 7b auf das Getriebe 8. Der Generator 9a enthält somit nur einen Teil der vom Verbrennungsmotor 6 abgegebenen mechanischen Leistung, der andere Teil fließt in das Getriebe 8. Auch dieser leistungsverzweigte Antriebsstrang 7, 7a, 7b ist mit den oben erwähnten Ausführungsbeispielen kombinierbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsvorrichtung
    2
    Arbeitsgerät
    3
    Hydraulikkreislauf
    4
    mechanischer Anschluss (Kupplung)
    5
    Hydraulikpumpe
    6
    Verbrennungsmotor
    7
    Antriebsstrang
    7a
    erster Zweig
    7b
    zweiter Zweig
    8
    Getriebe
    9
    Generator (Elektromaschine)
    9a
    Generator
    9b
    Elektromotor
    10
    Elektromotor
    11
    elektrischer Leistungszweig
    11a
    mechanischer Leistungszweig
    12
    mechanischer Leistungszweig
    12a
    mechanischer Leistungszweig
    12b
    mechanischer Leistungszweig
    12c
    mechanischer Leistungszweig
    13
    Planetengetriebe
    14
    Energiespeicher
    15
    Steckverbindung
    16
    Planetengetriebe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1995108 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Antrieb von an ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug anschließbaren Arbeitsgeräten (2), wobei das Nutzfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine (6) und einen von der Verbrennungskraftmaschine (6) antreibbaren Generator (9, 9a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzfahrzeug und/oder das Arbeitsgerät (2) mindestens eine hydraulische Pumpe (5) zur Versorgung eines hydraulischen Arbeitskreislaufes (3) und einen mechanischen Anschluss (4) zum Antrieb des Arbeitsgerätes (2) aufweisen und dass die mindestens eine hydraulische Pumpe (5) und/oder der mechanische Anschluss (4) elektrisch und/oder mechanisch und mit einer durch Leistungsverzweigung regelbaren Drehzahl antreibbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsverzweigung einen mechanischen, von der Verbrennungskraftmaschine (6) ausgehenden Leistungszweig (12) und einen elektrischen von dem Generator (9, 9a) ausgehenden Leistungszweig (11) umfasst und dass der mechanische sowie der elektrische Leistungszweig (12, 11) in mindestens einem Planetengetriebe (13) zusammengeführt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leistungszweig (11) mindestens einen Elektromotor (10) umfasst, welcher das Planetengetriebe (13) antreibt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Elektromotor (10) als elektrische Maschine ausgebildet ist, die als Motor und Generator betreibbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leistungszweig (11) eine geringere Leistung als der mechanische Leistungszweig (12) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahlregelung durch Regelung eines elektrischen Leistungszweiges (11) erfolgt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Pumpe (5) über das Planetengetriebe (13) antreibbar ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Anschluss (4) über das Planetengetriebe (13) antreibbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Pumpe (5) und der mechanische Anschluss (4) jeweils über ein Planetengetriebe (13) antreibbar sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (9) als elektrische Maschine ausgebildet ist, die als Generator und als Motor betreibbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Maschine (9, 9a, 9b) ein elektrischer Energiespeicher (14) zugeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Verbrennungskraftmaschine (6) und der elektrischen Maschine (9, 9a, 9b) einem seriellen oder parallelen oder einem leistungsverzweigten Hybridsystem entspricht.
DE102010063568.5A 2010-12-20 2010-12-20 Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines Nutzfahrzeuges Active DE102010063568B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010063568.5A DE102010063568B4 (de) 2010-12-20 2010-12-20 Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines Nutzfahrzeuges
US13/316,761 US9010103B2 (en) 2010-12-20 2011-12-12 Device for driving working equipment of a commercial vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010063568.5A DE102010063568B4 (de) 2010-12-20 2010-12-20 Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines Nutzfahrzeuges

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010063568A1 true DE102010063568A1 (de) 2012-06-21
DE102010063568B4 DE102010063568B4 (de) 2023-10-05

Family

ID=46232570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010063568.5A Active DE102010063568B4 (de) 2010-12-20 2010-12-20 Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines Nutzfahrzeuges

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9010103B2 (de)
DE (1) DE102010063568B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016185022A1 (de) * 2015-05-20 2016-11-24 Avl Commercial Driveline & Tractor Engineering Gmbh Verfahren zum betrieb eines fahrzeuggespanns, fahrzeuggespann, zugfahrzeug und arbeitsgerät
DE102016222792A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigter Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140083375A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Makita Corporation Power tool

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710082A1 (de) * 1997-03-12 1998-10-01 Deere & Co Antriebssystem für Nutzfahrzeuge
EP1683407A1 (de) * 2005-01-21 2006-07-26 Deere & Company Antriebsanordnung einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine
EP1995108A1 (de) 2007-05-24 2008-11-26 Deere & Company Vorrichtung zur elektrischen Versorgung eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs und/oder eines an das Arbeitsfahrzeug ankoppelbaren Anbaugeräts

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7008342B2 (en) 2003-08-15 2006-03-07 Silvatech Global Systems Ltd. Electro-mechanical continuously variable transmission
EP2429871B1 (de) 2009-05-12 2013-02-20 El-Forest AB Energiesystem für ein hybridfahrzeug

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710082A1 (de) * 1997-03-12 1998-10-01 Deere & Co Antriebssystem für Nutzfahrzeuge
EP1683407A1 (de) * 2005-01-21 2006-07-26 Deere & Company Antriebsanordnung einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine
EP1995108A1 (de) 2007-05-24 2008-11-26 Deere & Company Vorrichtung zur elektrischen Versorgung eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs und/oder eines an das Arbeitsfahrzeug ankoppelbaren Anbaugeräts

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016185022A1 (de) * 2015-05-20 2016-11-24 Avl Commercial Driveline & Tractor Engineering Gmbh Verfahren zum betrieb eines fahrzeuggespanns, fahrzeuggespann, zugfahrzeug und arbeitsgerät
US10899353B2 (en) 2015-05-20 2021-01-26 Avl Commercial Driveline & Tractor Engineering Gmbh Method for operating a vehicle/trailer unit, vehicle/trailer unit, towing vehicle, and implement
DE102016222792A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigter Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
US9010103B2 (en) 2015-04-21
US20120151903A1 (en) 2012-06-21
DE102010063568B4 (de) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3006245B1 (de) Getriebesteuerverfahren
DE102017204269A1 (de) Elektrisches antriebsstrangsystem und verfahren unter verwendung eines direkten durchtriebs mit einem einzigen übersetzungsverhältnis
DE112006003153T5 (de) Elektrisches Antriebssystem mit mehreren Motoren
DE102019214202A1 (de) Antriebsanordnung für eine Zugmaschine
DE112011103973T5 (de) Rekonfigurierbares Hybridgetriebe
EP3406474A1 (de) Elektrohydraulische hybridantriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102021203379A1 (de) Kühlanordnung für eine elektrische antriebsbaugruppeeines arbeitsfahrzeugs
EP3543058A1 (de) Zapfwellengetriebe
EP3354504B1 (de) Antriebsstrangsystem
DE112015004084T5 (de) Elektroantriebsmotormodul für heckeinbau
DE102010063568B4 (de) Vorrichtung zum Antrieb von Arbeitsgeräten eines Nutzfahrzeuges
DE102018206411B4 (de) Antriebsstrang für eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine
DE102011116935A1 (de) Antriebsanordnung für einen Hybridantrieb fürKraftfahrzeuge
DE102010042499B4 (de) Landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, insebesondere Traktor
DE102014202449A1 (de) Verfahren zum leistungsbedarfsabhängigen Betrieb einer Generatoreinheit
DE102018201139A1 (de) Antriebsstrang
EP3315343A1 (de) Landwirtschaftliches nutzfahrzeug mit zapfwelle und verfahren zum antrieb der zapfwelle
DE202019105186U1 (de) Batterie-elektrisch angetriebene mobile Arbeitsmaschine
DE102019203735A1 (de) Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine
DE102018125398A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hybrid-Antriebseinheit
DE102017213203A1 (de) Kraftrad mit Beiwagen sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftrads
DE102019209986A1 (de) Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine
AT520456B1 (de) Hybridantriebsstrang
DE102023102285A1 (de) Planetensystem mit mehreren Leistungsquellen für eine Maschine
DE102018214505A1 (de) Antriebsaggregat für eine Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division