DE102012216661A1

DE102012216661A1 - Kettenfahrzeug

Info

Publication number: DE102012216661A1
Application number: DE102012216661.0A
Authority: DE
Inventors: Ralf Boss; Bernd Unseld; Achim Klumpp
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2014-03-20
Also published as: US9365239B2; WO2014044457A1; US20150217806A1; EP2897851B1; EP2897851A1

Abstract

Es wird ein Kettenfahrzeug (5) mit einem Antriebsmotor (1) als mechanischer Fahrantrieb, mit einem mit dem Antriebsmotor (1) gekoppelten Schaltgetriebe (2) und mit zumindest einem mit den Endantrieben (12, 12A) jeder Kette (10, 10A) gekoppelten Lenkgetriebe (6) sowie mit zumindest einer Pumpe (3) zur hydraulischen Leistungsversorgung zumindest eines Hydromotors (4, 4A) des Lenkgetriebes (6) vorgeschlagen, wobei der Antriebsmotor (1), das Schaltgetriebe (2) und die Pumpe (3) als Antriebseinheit (16) getrennt von dem Lenkgetriebe (6) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kettenfahrzeug mit einer Antriebseinheit und mit einem Lenkgetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 42 30 534 A1 ist ein Antrieb für ein geschwindigkeitsdifferenz-gelenktes Fahrzeug mit auf einer Aufstandsfläche abwälzenden Laufwerken, insbesondere Raupenlaufwerken bzw. Ketten bekannt. Das Fahrzeug umfasst einen Antriebsmotor, der ein Verzweigungs- bzw. Verbindergetriebe antreibt, welches wiederum ein Gangwechselgetriebe und die beiden Zusatzantriebe antreibt. Über den Getriebeausgang des Gangwechselgetriebes werden die beiden Umlenkrollen der Raupen- bzw. Kettenlaufwerke angetrieben. Ferner ist jedem Kettenlaufwerk ein Summierungsgetriebe als Lenkgetriebe zugeordnet. Bei dem bekannten Antrieb werden der Antriebsmotor mit den Getriebekomponenten, bestehend aus dem Verzweigungsgetriebe zum Abzweig des Antriebes für die Zusatzantriebe, dem Gangwechselgetriebe, dem Hauptgetriebeausgang und den Summierungsgetrieben, zu einem Block zusammengefasst. Somit wird ein so genanntes Power-Pack bestehend aus Motor und Getriebe sowie Lenkgetriebe gebildet. Die konzentrierte Massendichte des Power-Packs verursacht in nachteiliger Weise eine Verschiebung des Schwerpunktes bei dem Fahrzeug, wenn es im Fahrzeugheck oder Fahrzeugbug eingebaut wird. Zudem verhindert das im Heck eingebaute Power-Pack einen heckseitigen Zustieg der Besatzung des Fahrzeuges. Wenn das Power-Pack im Bug des Fahrzeuges eingebaut ist, befindet sich der kettenseitige Endantrieb üblicherweise ebenfalls im Bug und wirkt sich somit ungünstig auf die Kettenbeanspruchung und auf den Kettenverschleiß aus.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kettenfahrzeug der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei dem eine optimierte Gewichtsverteilung bei möglichst kompakter Bauweise ermöglicht wird und die zirkulierenden Leistungen durch möglichst wenige und effiziente Getriebebaugruppen in unmittelbarer Nähe der Endantriebe fließt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ergeben.
Es wird ein Kettenfahrzeug mit einem mechanischen Antriebsmotor und mit zumindest einer Pumpe zur hydraulischen Leistungsversorgung zumindest eines Hydromotors vorgeschlagen, wobei der Antriebsmotor mit einem Schaltgetriebe gekoppelt ist, und wobei zumindest ein Lenkgetriebe vorgesehen ist, welches mit Endantrieben jeder Kette gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist der Antriebsmotor, das Schaltgetriebe und die Pumpe als Antriebseinheit räumlich getrennt von dem Lenkgetriebe angeordnet. Durch die aufgelöste Bauweise des bekannten Lenkschaltgetriebes entstehen Freiheitsgrade hinsichtlich einer Ausbalancierung der vorgesehenen Antriebs- und Getriebekomponenten bei dem vorgeschlagenen Kettenfahrzeug, insbesondere auch bei amphibischen Fahrzeugen. Dadurch, dass das Lenkgetriebe dem Kettenantrieb zugeordnet ist, kann je nachdem, ob ein heckseitiger oder bugseitiger Kettenantrieb vorgesehen ist, die Antriebseinheit mit dem Schaltgetriebe dann entweder bugseitig oder heckseitig zum Gewichtsausgleich und zur optimalen Gewichtsverteilung bei dem Fahrzeug angeordnet werden.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Lenkgetriebe mit seinen jedem Endantrieb zugeordneten Summierungsgetrieben heckseitig an dem Kettenfahrzeug angeordnet wird, und die Antriebseinheit bei heckseitigem Antrieb entweder in Fahrtrichtung mittig oder bugseitiger an dem Kettenfahrzeug vorgesehen wird, so dass trotz des bezüglich der Kettenbeanspruchung und des Kettenverschleißes vorteilhaften heckseitigen Kettenantriebes ein geschützter Zustieg der Besatzung von hinten bzw. heckseitig möglich ist, wie dies bei einem Schützenpanzer gewünscht wird.
Bei der separaten Anordnung des Lenkgetriebes im Heck des Kettenfahrzeuges kann die die beiden Summierungsgetriebe verbindende Zentralwelle und die die beiden Hydromotoren verbindende Nullwelle möglichst bodennah angeordnet werden, welches insbesondere bei einem als Schützenpanzer ausgebildeten Kettenfahrzeug aufgrund des heckseitigen Zuganges besonders vorteilhaft ist. Beispielsweise können die vorgesehenen Summierungsgetriebe einem oder mehreren Lenkgetrieben zugeordnet bzw. in diesen untergebracht sein.
Ein weiterer Vorteil aus der separaten Anordnung von Antriebseinheit und Endantrieb nahem Lenkgetriebe ergibt sich daraus, dass die Übertragung von Fahr- und Lenkleistung von der Antriebseinheit nicht durch zusätzliche Winkelgetriebe erfolgt, sondern direkt über eine Abtriebswelle auf eine Zentralwelle des Lenkgetriebes realisiert wird, wobei die Zentralwelle mit den Summierungsgetrieben des Lenkgetriebes verbunden ist. Dadurch ergibt sich bei dieser erfindungsgemäßen Art der Anordnung ein verlustarmer Blindleistungsfluss, da der Blindleistungsfluss ausschließlich über die Stirnradstufen im Lenkgetriebe und nicht über Winkelgetriebe zirkuliert. Darüber hinaus wird durch die geteilte Anordnung eine kompaktere Bauweise realisiert, da keine überdimensionierten Baugruppen erforderlich sind. Somit ergibt sich ein größeres Transportvolumen bei dem erfindungsgemäßen Kettenfahrzeug.
Des Weiteren ist aufgrund der Trennung von Fahr- bzw. Schaltgetriebe und Lenkgetriebe bei dem erfindungsgemäßen Kettenfahrzeug kein individuelles kostenintensives Lenkschaltgetriebe erforderlich, sondern es können in vorteilhafter Weise kostengünstige Komponenten von anderen Nutzfahrzeugen eingesetzt werden.
Um beispielsweise bei amphibischen Kettenfahrzeugen eine kontrollierte Kettengeschwindigkeit beim Anlanden zu ermöglichen, kann bei dem erfindungsgemäßen Kettenfahrzeug eine trennbare Nullwelle vorgesehen sein, so dass die Kettendrehzahl über die beiden Lenkmotoren bzw. Hydromotoren unabhängig von dem Antriebsmotor zum Beispiel zum Anlanden nach einer Schwimmfahrt eingestellt werden kann. Die trennbare Nullwelle zum vom mechanischen Antrieb unabhängigen hydraulischen Antrieb kann beispielsweise durch die Verwendung eines Schaltelements, wie z.B. einer Kupplung oder dergleichen realisiert werden. Für die Ausführung von Lenkbewegungen bei dem Kettenfahrzeug ist jedoch nur ein der Nullwelle zugeordneter Hydromotor erforderlich.
Darüber hinaus ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Kettenfahrzeug der weitere Vorteil, dass mehrere evtl. erforderliche Nebenabtriebsstellen an der Antriebseinheit beispielsweise durch die Verwendung eines Stirnverbindergetriebes ohne weiteres vorgesehen werden können. Beispielsweise können als Nebenabtrieb Nebenverbraucher, Lenkpumpen, Lüfterantriebe, elektrische Generatoren oder dergleichen realisiert werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt eine mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kettenfahrzeuges 5 mit einer aufgelösten Bauweise zwischen Antriebseinheit 16 und Lenkgetriebe 6.
Bei der exemplarisch dargestellten Ausführungsvariante umfasst die Antriebseinheit 16 einen Antriebsmotor 1 als mechanischen Fahrantrieb, ein mit dem Antriebsmotor 1 gekoppeltes Schaltgetriebe 2 und eine hydraulische Pumpe bzw. Verstellpumpe 3 zur hydraulischen Leistungsversorgung zumindest eines Hydromotors 4, 4A, wobei die Antriebseinheit 16 etwa mittig an dem Kettenfahrzeug 5 vorgesehen ist. Die Vorwärts-Fahrrichtung des Kettenfahrzeuges 5 ist mittels Pfeil angedeutet, um Bugseite und Heckseite des Kettenfahrzeuges festzulegen. Das Lenkgetriebe 6 ist bei dem erfindungsgemäßen Kettenfahrzeug 5 zum heckseitigen Kettenantrieb im Heck des Kettenfahrzeuges 5 räumlich von der Antriebseinheit 16 getrennt angeordnet. An dem Antriebsmotor 1 ist ferner zumindest ein Nebenabtrieb 7 vorgesehen.
Als mechanische Verbindung zwischen der mittig angeordneten Antriebseinheit 16 und dem Lenkgetriebe 6 ist eine Abtriebswelle 8 des Schaltgetriebes 2 direkt mit einer Zentralwelle 9 des Lenkgetriebes 6 verbunden. Das Lenkgetriebe 6 umfasst als Endantrieb für jede Kette 10, 10A jeweils ein Summierungsgetriebe 11, 11A, die jeweils als Planetengetriebe ausgeführt sind. Jedes Hohlrad der Summierungsgetriebe 11, 11A ist mit der Zentralwelle 9 verbunden, so dass beide Summierungsgetriebe 11, 11A über die Zentralwelle 9 mit gleicher Drehzahl beaufschlagt werden. Als Abtrieb ist jeder Planetenradträger der Summierungsgetriebe 11, 11A mit dem Endantrieb 12, 12A der zugeordneten Kette 10, 10A verbunden. Jedes Sonnenrad der Summierungsgetriebe 11, 11A ist über eine Nullwelle 13 mit einem zugeordneten Hydromotor 4, 4A verbunden, wobei zwischen einem der Sonnenräder und der Nullwelle 13 ein Zwischenrad zur Drehrichtungsumkehr angeordnet ist, so dass zum Lenken des Kettenfahrzeug 5 eine vorbestimmte Drehzahl an den Sonnenrädern über zumindest einen Hydromotor 4, 4A vorgegeben wird. Wenn eine Geradeausfahrt ohne Lenkbewegungen gewünscht ist, werden die Sonnenräder über die Nullwelle 13 festgehalten, so dass die mechanische Antriebsleistung über die Zentralwelle 9 und die Planetenradträger bzw. Stege der Summierungsgetriebe 11, 11A auf die Endantriebe 12, 12A der Kettenantriebe übertragen wird. Zwischen den Summierungsgetrieben 11, 11A und den Endantrieben 12, 12A ist jeweils eine Betriebs- und Feststellbremse 18, 18A des Kettenfahrzeuges 5 vorgesehen.
Die vorgesehenen Hydromotoren 4, 4A sind über Hydraulikleitungen 4, 4A mit einer oder mehreren Verstellpumpen 3 zur hydraulischen Leistungsversorgung verbunden, wobei in der Figur beispielhaft ein hydraulischer Verteiler 17 zwischengeschaltet ist.
Die Nullwelle 13 ist über eine Kupplung 15 trennbar ausgeführt. Wenn, wie bei der Ausführungsvariante vorgesehen, jedem Summierungsgetriebe 11, 11A jeweils ein Hydromotor 4, 4A zugeordnet ist, kann durch die Trennung bzw. Teilung der Nullwelle 13 bei aktivierter Kupplung 15 unabhängig von dem Antriebsmotor 1 auch ein rein hydraulischer Antrieb des Kettenfahrzeuges 5 erfolgen.
Bei der in der Figur dargestellten Ausführungsvariante ist ein heckseitiger Kettenantrieb vorgesehen, bei der die Zentralwelle 9 und die Nullwelle 13 möglichst bodentief angeordnet sind, so dass ein Zustieg von hinten bzw. heckseitig möglich ist, wie dies bei einem Schützenpanzer notwendig ist.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmotor
2: Fahrgetriebe bzw. Schaltgetriebe
3: hydraulische Pumpe bzw. Verstellpumpe
4, 4A: Hydromotor
5: Kettenfahrzeug
6: Lenkgetriebe
7: Nebenabtrieb
8: Abtriebswelle
9: Zentralwelle
10, 10A: Kette
11, 11A: Summierungsgetriebe
12, 12A: Endantrieb
13: Nullwelle
14, 14A: Hydraulikleitung
15: Kupplung
16: Antriebseinheit
17: Verteiler
18, 18A: Betriebsbremse und Feststellbremse

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

DE 4230534 A1 [0002]

Claims

Kettenfahrzeug (5) mit einem Antriebsmotor (1) als mechanischer Fahrantrieb, mit einem mit dem Antriebsmotor (1) gekoppelten Schaltgetriebe (2) und mit zumindest einem mit den Endantrieben (12, 12A) jeder Kette (10, 10A) gekoppelten Lenkgetriebe (6) sowie mit zumindest einer Pumpe (3) zur hydraulischen Leistungsversorgung zumindest eines Hydromotors (4, 4A) des Lenkgetriebes (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1), das Schaltgetriebe (2) und die Pumpe (3) als Antriebseinheit (16) getrennt von dem Lenkgetriebe (6) angeordnet sind.
Kettenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe mit mit jedem Endantrieb gekoppelten Summierungsgetrieben (11, 11A) heckseitig an dem Kettenfahrzeug (5) angeordnet ist.
Kettenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) bei heckseitigem Abtrieb, in Fahrtrichtung mittig oder bugseitig an dem Kettenfahrzeug (5) angeordnet ist.
Kettenfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Summierungsgetriebe (11, 11A) als Planetengetriebe ausgeführt ist, wobei das Hohlrad jedes Planetengetriebes mit einer Zentralwelle (9) des Lenkgetriebes (6), der Planetenradträger jedes Planetengetriebes mit dem Endantrieb der zugeordneten Kette (10, 10A) und das Sonnenrad jedes Planetengetriebes über eine Nullwelle (13) mit dem Hydromotor (4, 4A) verbunden sind, wobei zwischen einem der Sonnenräder und der Nullwelle (13) ein Zwischenrad zur Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist.
Kettenfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (2) über eine Abtriebswelle (8) mit der Zentralwelle (9) zur Übertragung der mechanischen Antriebsleistung und die Pumpe (3) direkt oder indirekt mit den Hydromotoren (4, 4A) zur Übertragung der hydraulischen Leistung verbunden sind.
Kettenfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralwelle (9) und die Nullwelle (13) bodennah angeordnet sind.
Kettenfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine trennbare Nullwelle (13) zum vom mechanischen Antrieb unabhängigen hydraulischen Antrieb vorgesehen ist.
Kettenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) zumindest einen Nebenabtrieb (7) umfasst.