DE102019218318A1

DE102019218318A1 - Getriebe für einen Kettenfahrzeugantriebsstrang

Info

Publication number: DE102019218318A1
Application number: DE102019218318.2A
Authority: DE
Inventors: Henning Sonnenburg
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (2) für einen Kettenfahrzeugantriebsstrang (1), umfassend eine linke Abtriebsseite (9) und eine rechte Abtriebsseite (10). Dabei ist die linke Abtriebsseite (9) an einer linken Summierstufe (12) mit einer ersten, linken Antriebsseite (13) und einer zweiten, linken Antriebsseite (14) gekoppelt, während die rechte Abtriebsseite (10) an einer rechten Summierstufe (35) mit einer ersten, rechten Antriebsseite (36) und einer zweiten, rechten Antriebsseite (37) gekoppelt ist. Um eine Getriebe (2) zu verwirklichen, welches eine Einbindung von Antriebsmaschinen (3, 4, 5, 6) auf unterschiedliche Art und Weisen ermöglicht, sind die erste, linke Antriebsseite (13) und die erste, rechte Antriebsseite (36) und/oder die zweite, linke Antriebsseite (14) und die zweite, rechte Antriebsseite (37) jeweils einerseits unter Gleichlauf sowie andererseits unter entgegengesetzter Drehrichtung koppelbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Kettenfahrzeugantriebsstrang, umfassend eine linke Abtriebsseite und eine rechte Abtriebsseite, wobei die linke Abtriebsseite an einer linken Summierstufe mit einer ersten, linken Antriebsseite und einer zweiten, linken Antriebsseite gekoppelt ist, und wobei die rechte Abtriebsseite an einer rechten Summierstufe mit einer ersten, rechten Antriebsseite und einer zweiten, rechten Antriebsseite gekoppelt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kettenfahrzeugantriebsstrang sowie ein Kettenfahrzeug.
Kettenfahrzeuge verfügen über Ketten- bzw. Raupenfahrwerke, wobei sich ein Ketten- bzw. Raupenfahrwerk dabei üblicherweise aus mindestens einem linken und mindestens einem rechten Ketten- bzw. Raupenlaufwerk zusammensetzt. Bei dem einzelnen Laufwerk wird eine Antriebsbewegung der jeweiligen Antriebskette zumeist über ein Kettenantriebsrad realisiert. Wird das mindestens eine linke Laufwerk mit derselben Drehzahl betrieben, wie das mindestens eine rechte Laufwerk, so wird eine Geradeausfahrt des jeweiligen Kettenfahrzeuges verwirklicht. Werden die Laufwerke dagegen mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben, so kann eine Kurvenfahrt des jeweiligen Kettenfahrzeuges dargestellt werden, indem die kurveninnenliegende Kette langsamer angetrieben wird, als die kurvenaußenliegende Kette. Bei gegensinniger Drehrichtung der Ketten bei gleicher Drehzahl kann außerdem ein Wenden des Kettenfahrzeuges auf der Stelle realisiert werden.
Getriebe von Kettenfahrzeugen sind zum Teil als Überlagerungslenkgetriebe gestaltet, bei welchen an, den jeweiligen Abtriebsseiten jeweils zugeordneten Summierstufen eine Überlagerung einer Antriebsbewegung mit einer Lenkbewegung vorgenommen wird. Dabei besteht üblicherweise eine mechanische Kopplung zwischen dem mindestens einen linken und dem mindestens einen rechten Laufwerk. Neben einer Kombination eines derartigen Getriebes mit Antriebsmaschinen in Form von Verbrennungsmotoren, findet ein Überlagerungslenkgetriebe teilweise auch in Zusammenspiel mit Elektromotoren Anwendung. Dadurch besteht im Vergleich zu Kettenfahrzeugantriebssträngen, bei welchen dem einzelnen Kettenlaufwerk jeweils ein separater Elektromotor zugeordnet ist, der Vorteil, dass bei Kurvenfahrt durch die mechanische Koppelung zwischen den Abtriebsseiten eine sogenannte Blindleistung zwischen den Abtriebsseiten zirkulieren und dadurch die einzelne Antriebsmaschine kleiner dimensioniert werden kann.
Aus der DE 10 2013 204 672 A1 geht ein Getriebe für ein Kettenfahrzeug hervor, bei welchem eine linke und eine rechte Abtriebsseite vorgesehen sind, mit denen je ein Kettenantriebsrad einer jeweiligen Antriebskette des Kettenfahrzeuges verbunden ist. Die einzelne Abtriebsseite ist an einer jeweiligen Summierstufe mit jeweils zwei zugeordneten Antriebsseiten gekoppelt, so dass die linke Abtriebsseite mit einer ersten, linken Antriebsseite und einer zweiten, linken Antriebsseite in Verbindung steht, während die rechte Abtriebsseite über die zugehörige Summierstufe mit einer ersten, rechten Antriebsseite und einer zweiten, rechten Antriebsseite gekoppelt ist. Des Weiteren stehen die erste, linke Antriebsseite und die erste, rechte Antriebsseite über eine Zentralwelle miteinander in Verbindung, über welche die beiden Antriebsseiten auch mit einem elektrischen Fahrmotor gekoppelt sind. Ebenso sind auch die zweite, linke Antriebsseite und die zweite, rechte Antriebsseite miteinander gekoppelt, was über eine Nullwelle vollzogen ist, die der Einbindung eines elektrischen Lenkmotors dient. An den Summierstufen können dabei Antriebsdrehbewegungen des Fahrmotors mit Lenkdrehbewegungen des Lenkmotors hin zu der jeweiligen Abtriebsseite überlagert werden. Außerdem ist noch ein elektrischer Unterstützungsmotor vorgesehen, welcher einerseits mit der Zentralwelle zur Unterstützung des Fahrmotors sowie andererseits mit der Nullwelle zur Unterstützung des Lenkmotors gekoppelt werden kann.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für einen Kettenfahrzeugantriebsstrang zu schaffen, welches eine Einbindung von Antriebsmaschinen auf unterschiedliche Art und Weisen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kettenfahrzeugantriebsstrang, in welchem ein vorgenanntes Getriebe zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand der Ansprüche 10 bis 13. Zudem betrifft Anspruch 14 ein Kettenfahrzeug mit einem Kettenfahrzeugantriebsstrang.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Getriebe eine linke Abtriebsseite und eine rechte Abtriebsseite, wobei die linke Abtriebsseite an einer linken Summierstufe mit einer ersten, linken Antriebsseite und einer zweiten, linken Antriebsseite gekoppelt ist. Ferner ist die rechte Abtriebsseite an einer rechten Summierstufe mit einer ersten, rechten Antriebsseite und einer zweiten, rechten Antriebsseite gekoppelt. Erfindungsgemäß umfasst das Getriebe also zwei Abtriebsseiten, von welchen eine Abtriebsseite als linke Abtriebsseite und eine Abtriebsseite als rechte Abtriebsseite vorliegt. Die Abtriebsseiten sind dabei bevorzugt jeweils für den Anschluss eines jeweiligen Antriebs eines Kettenlaufwerks vorgesehen, wobei dabei weiter bevorzugt jeweils je ein Kettenantriebsrad mit der jeweiligen Abtriebsseite gekoppelt ist. Insofern ist die linke Abtriebsseite für den Abtrieb auf ein in Frontrichtung des Kettenfahrzeuges links liegendes Kettenlaufwerk und die rechte Abtriebsseite für den Abtrieb auf ein in Frontrichtung des Kettenfahrzeuges rechts liegendes Kettenlaufwerk konzipiert.
Die einzelne Abtriebsseite ist innerhalb des Getriebes über eine jeweilige Summierstufe mit je zwei zugeordneten Antriebsseiten gekoppelt. Hierbei wird über die jeweilige Summierstufe eine Aufsummierung von an den Antriebsseiten vorliegenden Antriebsleistungen hin zu der Abtriebsseite vorgenommen. Dies umfasst dabei zum einen eine Zuführung einer Antriebsleistung nur von einer der beiden Antriebsseiten auf die jeweilige Abtriebsseite bei gleichzeitiger Abstützung über die jeweils andere Antriebsseite sowie zum anderen eine Zuführung und Aufsummierung von Antriebsleistungen beider Antriebsseiten unter Überlagerung, so dass sich eingeleitete Antriebsbewegungen ergänzen oder auch ganz oder teilweise kompensieren können.
Die einzelne Antriebsseite und auch die einzelne Abtriebsseite kann im Sinne der Erfindung jeweils durch eine jeweilige Anschlussstelle einer Komponente der einzelnen Summierstufe oder auch ein Wellenende einer jeweiligen Welle gebildet sein, die drehfest mit einer Komponente der einzelnen Summierstufe verbunden ist.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die erste, linke Antriebsseite und die erste, rechte Antriebsseite und/oder die zweite, linke Antriebsseite und die zweite, rechte Antriebsseite jeweils einerseits unter Gleichlauf sowie andererseits unter entgegengesetzter Drehrichtung koppelbar sind. Mit anderen Worten kann also die erste, linke Antriebsseite mit der ersten, rechten Antriebsseite oder die zweite, linke Antriebsseite mit der zweiten, rechten Antriebsseite oder sowohl die erste, linke Antriebsseite mit der ersten, rechten Antriebsseite als auch die zweite, linke Antriebsseite mit der zweiten, rechten Antriebsseite jeweils gekoppelt werden. Die Koppelung kann dabei jeweils so vollzogen werden, dass im gekoppelten Zustand entweder ein Gleichlauf zwischen den jeweiligen Antriebsseiten besteht oder diese mit entgegengesetzter Drehrichtung Drehbewegungen ausführen.
Eine derartige Ausführung eines Getriebes hat dabei den Vorteil, dass durch die unterschiedlichen Koppelungsmöglichkeiten zwischen den jeweiligen Antriebsseiten eingeleitete Antriebsbewegungen auf unterschiedliche Art und Weisen zu den Summierstufen übertragen und damit angebundene Antriebsmaschinen auf unterschiedliche Art und Weisen genutzt werden können. So kann durch die Koppelung der jeweiligen Antriebsseiten unter Gleichlauf eine eingeleitete Antriebsleistung zur Erzeugung einer Fahrbewegung herangezogen werden, während eine Koppelung derselben Antriebsseiten unter entgegengesetzter Drehrichtung eine Umsetzung der eingeleiteten Antriebsleistung in eine Lenkbewegung des Fahrzeuges möglich macht. Insofern kann eine an der entsprechenden Stelle an dem Getriebe angebundene Antriebsmaschine sowohl für die Erzeugung einer Fahrbewegung als auch für die Darstellung einer Lenkbewegung herangezogen werden. Dabei kann die einzelne Antriebsmaschine eine andere Antriebsmaschine auch bei der Erzeugung einer Fahrbewegung oder der Darstellung einer Lenkbewegung unterstützen. Insgesamt ermöglicht diese Ausführung eines Getriebes damit eine freiere Nutzung einer jeweiligen Antriebsleistung der einzelnen Antriebsmaschine und, durch gegenseitige Unterstützung mehrerer Antriebsmaschinen, auch eine kleinere Dimensionierung der einzelnen Antriebsmaschinen.
Dagegen ist bei dem Getriebe der DE 10 2013 204 672 A1 eine feste Einbindung von Antriebsmaschinen vorgenommen, da auch die Antriebsseiten der Summierstufe fest miteinander gekoppelt sind und dieser Koppelungszustand auch nicht variierbar ist. Dementsprechend kann eine Antriebsleistung des Fahrmotors auch nur für die Einleitung einer Fahrbewegung und eine Antriebsleistung des Lenkmotors nur für die Darstellung einer Lenkbewegung genutzt werden, eine gegenseitige Unterstützung bei der jeweils anderen Aufgabe ist nicht möglich. Im Fall der DE 10 2013 204 672 A1 wird eine Unterstützung hingegen über den separat vorgesehenen Unterstützungsmotor verwirklicht, was den Herstellungsaufwand allerdings entsprechend erhöht und auch den Platzbedarf des Kettenfahrzeugantriebsstranges steigert.
Ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe nur entweder bei den ersten Antriebsseiten oder bei den zweiten Antriebsseiten eine Koppelung dahingehend veränderbar, dass zum einen Gleichlauf sowie zum anderen eine entgegengesetzte Drehrichtung zwischen diesen Antriebsseiten eingestellt werden kann, so sind die anderen, zweiten bzw. ersten Antriebsseiten im Rahmen der Erfindung dann bevorzugt fest miteinander gekoppelt. Dabei herrscht zwischen diesen Antriebsseiten dann permanent entweder Gleichlauf oder diese führen permanent Drehbewegungen mit entgegengesetzter Drehrichtung aus.
Besonders bevorzugt sind aber sowohl die erste, linke Antriebsseite und die erste, rechte Antriebsseite als auch die zweite, linke Antriebsseite und die zweite, rechte Antriebsseite jeweils einerseits unter Gleichlauf sowie andererseits unter entgegengesetzter Drehrichtung koppelbar. In diesem Fall besteht dann also sowohl bei der Koppelung der ersten Antriebsseiten, als auch bei der Koppelung der zweiten Antriebsseiten die Möglichkeit, Gleichlauf oder entgegengesetzt Drehrichtungen zwischen den jeweiligen Antriebsseiten zu erzeugen. Dies hat den Vorteil, dass somit eine größtmögliche Freiheit bei der Einbindung von Antriebsmaschinen über das Getriebe und damit auch die Nutzung der Antriebsleistungen dieser Antriebsmaschinen gegeben ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die erste, linke Antriebsseite und die erste, rechte Antriebsseite und/oder die zweite, linke Antriebsseite und die zweite, rechte Antriebsseite neben der jeweiligen Koppelbarkeit zudem voneinander entkoppelbar. Es besteht also neben einer Koppelung der jeweiligen Antriebsseiten unter Gleichlauf oder entgegengesetzter Drehbewegung darüber hinaus die Möglichkeit, diese voneinander zu trennen. Dies hat zur Folge, dass damit eine Antriebsbewegung gezielt auch nur zu einer der Antriebsseiten, also entweder zu der jeweiligen linken oder rechten Antriebsseite, geführt werden kann. Dadurch lässt sich die flexible Nutzung von Antriebsmaschinen im Antriebsstrang weiter steigern. So ist hierdurch auch ein vollständig eigenständiger Betrieb der linken und der rechten Abtriebsseite möglich.
Bei Kombination der vorgenannten Varianten der Erfindung ergibt sich ein erster Schaltzustand des Getriebes durch Koppelung der ersten Antriebsseiten unter Gleichlauf und durch Koppelung der zweiten Antriebsseiten unter entgegengesetzter Drehrichtung. Ferner wird ein zweiter Schaltzustand durch Koppelung der ersten Antriebsseiten unter entgegengesetzter Drehrichtung und durch Koppelung der zweiten Antriebsseiten unter Gleichlauf geschaltet, während ein dritter Schaltzustand durch Koppelung der ersten Antriebsseiten unter entgegengesetzter Drehrichtung und durch Entkoppelung der zweiten Antriebsseiten gebildet wird. Schließlich ergibt sich noch ein vierter Schaltzustand des Getriebes durch Entkoppelung der ersten Antriebsseiten und durch Entkoppelung der zweiten Antriebsseiten.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche dabei alternativ oder auch ergänzend zu einer der vorgenannten Varianten Anwendung finden kann, sind zwischen den miteinander koppelbaren Antriebsseite je zwei Stirnradstufen vorgesehen, die jeweils über je ein zugehöriges Schaltelement in einen Kraftfluss zwischen den zugehörigen Antriebseiten eingebunden werden können. Dabei stehen bei je einer ersten Stirnradstufe je ein erstes Stirnrad und je ein zweites Stirnrad miteinander im Zahneingriff, wohingegen bei je einer zweiten Stirnradstufe je ein erstes Stirnrad und je ein zweites Stirnrad jeweils mit je einem zwischenliegenden Zwischenrad kämmen. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise die Koppelung der jeweiligen Antriebsseiten unter Gleichlauf oder unter entgegengesetzter Drehrichtung erfolgen, da bei Einbindung der einen Stirnradstufe in den Kraftfluss im Vergleich zu der anderen Stirnradstufe ein zusätzlicher Zahneingriff stattfindet.
Im Rahmen der Erfindung können die beiden Stirnradstufen dabei axial unmittelbar nebeneinanderliegend vorgesehen sein oder aber beabstandet zueinander liegen. Alternativ oder auch ergänzend dazu können die Stirnradstufen jeweils axial zwischen den miteinander koppelbaren Antriebsseite an beliebiger Stelle vorgesehen sein, wobei sie aber bevorzugt entweder im Bereich der jeweiligen linken oder im Bereich der jeweiligen rechten Antriebsseite gemeinsam angeordnet sind. Bevorzugt können die Schaltelemente der beiden Stirnradstufen zusammengefasst sein und dementsprechend über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung verfügen, über welche entweder das eine Schaltelement oder das andere Schaltelement betätigt werden kann. Kann darüber hinaus noch eine vollständige Entkoppelung der jeweiligen Antriebsseiten vorgenommen werden, so ist über die jeweilige Betätigungseinrichtung auch eine Neutralstellung darstellbar, in welcher weder das eine Schaltelement, noch das andere Schaltelement in einen betätigten Zustand überführt ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die dabei alternativ oder auch ergänzend zu der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit realisiert sein kann, ist zwischen den miteinander koppelbaren Antriebsseiten jeweils eine Planetenstufe vorgesehen, die sich aus je einem ersten Element, je einem zweiten Element und je einem dritten Element in Form je eines Sonnenrades, je eines Planetenstegs und je eines Hohlrades zusammensetzt. Dabei steht von den miteinander koppelbaren Antriebsseiten eine Antriebsseite mit dem jeweiligen ersten Element in Verbindung, während das jeweilige zweite Element der Planetenstufe festgesetzt ist. Die andere Antriebsseite der miteinander koppelbaren Antriebsseiten kann über ein erstes Schaltelement mit dem jeweiligen ersten Element sowie über ein zweites Schaltelement mit dem jeweiligen dritten Element verbunden werden. Somit kann auch bei dieser Variante der Erfindung eine Koppelung der beiden Antriebsseiten unter Gleichlauf oder mit entgegengesetzter Drehrichtung verwirklicht werden. Die Ausführungsform kann dabei mit der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit dahingehend kombiniert werden, dass zwei der Antriebsseiten über Stirnradstufen und zwei der Antriebsseiten über eine Planetenstufe jeweils unter Gleichlauf oder entgegengesetzter Drehrichtung gekoppelt werden können.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist das erste Element der Planetenstufe dann das Sonnenrad, das zweite Element der Planetenstufe der Planetensteg und das dritte Element der Planetenstufe das Hohlrad. Der Planetensteg führt dabei mindestens ein Planetenrad drehbar gelagert, welches jeweils mit je zwei Verzahnungen ausgeführt ist, wobei das mindestens eine Planetenrad an der ersten Verzahnung mit dem Sonnenrad und an der zweiten Verzahnung mit dem Hohlrad im Zahneingriff steht. Hierdurch können über die Planetenstufe geeignete Übersetzungen für die Koppelung unter Gleichlauf oder unter entgegengesetzter Drehrichtung dargestellt werden. Das mindestens eine Planetenrad ist dabei insbesondere als Stufenplanet ausgeführt, indem die beiden Verzahnungen axial nebeneinanderliegend an dem mindestens einem Planetenrad ausgestaltet sind. Alternativ dazu können Zahneingriffe mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad aber auch an einer einzelnen Verzahnung des mindestens einem Planetenrades realisiert sein.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit sind die Schaltelemente im Einzelnen als formschlüssige Schaltelemente oder als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt. Konkret kann dabei das einzelne Schaltelement im Falle eines formschlüssigen Schaltelements als Klauenschaltelement oder auch als Sperrsynchronisation vorliegen. Formschlüssige Schaltelemente haben im Vergleich zu kraftschlüssigen Schaltelementen den Vorteil, dass in einem geöffneten Zustand des jeweiligen Schaltelements keine oder nahezu keine Schleppverluste vorhanden sind, so dass sich ein besserer Wirkungsgrad des Getriebes erreichen lässt. Bei Ausführung als kraftschlüssiges Schaltelement kann das einzelne Schaltelement dann insbesondere als Lamellenschaltelement vorliegen. Kraftschlüssige Schaltelemente haben dabei den Vorteil, dass eine Betätigung jeweils unter Last vorgenommen werden kann.
Entsprechend einer alternativen oder auch ergänzenden Weiterbildung ist die einzelne Antriebsseite mit den beiden Stirnradstufen oder der Planetenstufe über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe gekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass über die mindestens eine weitere Übersetzungsstufe eine Zwischenübersetzung zwischen der jeweiligen Antriebsseite und den beiden Stirnradstufen bzw. der Planetenstufe realisiert und damit die Gesamtübersetzung verändert werden kann.
Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei in Form je einer Stirnradstufe oder auch je einer weiteren Planetenstufe vorliegen.
Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass von den miteinander koppelbaren Antriebsseiten mindestens eine Antriebsseite mit je einem Antriebsflansch in Verbindung steht, welcher dem Anschluss je einer Antriebsmaschine dient. Bei Anschluss der je einen Antriebsmaschine ist diese dann permanent mit der mindestens einen Antriebsseite gekoppelt. Besonders bevorzugt ist jedoch jeder der koppelbaren Antriebsseiten je eine Antriebsmaschine zugeordnet, so dass auch jede der Antriebsseiten mit einem jeweiligen Antriebsflansch gekoppelt ist.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Summierstufen jeweils als Planetenstufe mit je einem ersten Element, je einem zweiten Element und je einem dritten Element in Form je eines Sonnenrades, je eines Planetenstegs und je eines Hohlrades ausgebildet. Dabei ist das jeweilige erste Element mit der jeweiligen zweiten Antriebsseite, das jeweilige zweite Element mit der jeweiligen Abtriebsseite sowie das jeweilige dritte Element mit der jeweiligen ersten Antriebsseite verbunden. Besonders bevorzugt liegt die jeweilige Planetenstufe dabei als Minus-Planetensatz vor, bei welcher der jeweilige Planetensteg mindestens ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem Hohlrad im Zahneingriff steht. In diesem Fall handelt es sich dann bei dem ersten Element insbesondere um das Sonnenrad, bei dem zweiten Element insbesondere um den Planetensteg und bei dem dritten Element insbesondere um das Hohlrad.
Die jeweilige Planetenstufe kann alternativ dazu aber auch als Plus-Planetensatz ausgeführt sein, wobei der jeweilige Planetensteg in diesem Fall mindestens ein Planetenradpaar drehbar gelagert führt, von dessen Planetenrädern eines mit dem Sonnenrad und eines mit dem Hohlrad kämmt. Zudem stehen die Planetenräder des mindestens einen Planetenradpaares untereinander im Zahneingriff. Ferner handelt es sich dann bevorzugt bei dem ersten Element um das Sonnenrad, bei dem zweiten Element um das Hohlrad sowie bei dem dritten Element insbesondere um den Planetensteg.
Ein Getriebe, welches entsprechend einer oder mehrerer der vorgenannten Varianten ausgebildet ist, ist bevorzugt Gegenstand eines Kettenfahrzeugantriebsstranges, wobei an den Abtriebsseiten des Getriebes dabei insbesondere je ein Kettenantriebsrad eines Kettenlaufwerks angegliedert ist.
Entsprechend einer Ausführungsform eines Kettenfahrzeugantriebsstranges umfasst der jeweilige Antriebsstrang neben dem Getriebe mindestens zwei Antriebsmaschinen, die bevorzugt jeweils als Elektromaschinen vorliegen. Dabei kann die einzelne Antriebsmaschine insbesondere zum einen als Elektromotor sowie zum anderen als Generator betrieben werden, um im letztgenannten Fall unter anderem im Zuge von Bremsvorgängen elektrische Energie zu rekuperieren. Besonders bevorzugt sind in einem Kettenfahrzeugantriebsstrang dabei drei oder vier Antriebsmaschinen vorgesehen.
So ist in Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform die erste, linke Antriebsseite des Getriebes mit einer ersten, linken Antriebsmaschine, die erste rechte Antriebsseite des Getriebes mit einer ersten, rechten Antriebsmaschine, die zweite, linke Antriebsmaschine des Getriebes mit einer zweiten, linken Antriebsmaschine sowie die zweite, rechte Antriebsseite des Getriebes mit einer zweiten, rechten Antriebsmaschine gekoppelt. Es ist also jede Antriebsseite des Getriebes je eine Antriebsmaschine zugeordnet wobei durch die erfindungsgemäße Koppelbarkeit der Antriebsseiten untereinander diese Antriebsmaschinen auf unterschiedliche Art und Weisen eingebunden werden können, um Antriebsdrehbewegungen oder Lenkdrehbewegungen einspeisen zu können.
Dabei ergibt sich bevorzugt ein erster Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes in den ersten Schaltzustand und Antreiben über die erste, linke Antriebsmaschine und die erste, rechte Antriebsmaschine. Des Weiteren kann ein zweiter Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes in den ersten Schaltzustand und Antreiben über alle vier Antriebsmaschinen realisiert werden, wohingegen sich ein dritter Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes in den zweiten Schaltzustand und Antreiben über die zweite, linke Antriebsmaschine und die zweite, rechte Antriebsmaschine ergibt. Ein vierter Betriebsmodus kann durch Schalten des Getriebes in den zweiten Schaltzustand und Antreiben über alle vier Antriebsmaschinen verwirklicht werden, während für die Darstellung eines fünften Betriebsmodus das Getriebe in den dritten Schaltzustand zu schalten und über alle vier Antriebsmaschinen anzutreiben ist. Zudem ergibt sich ein sechster Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes in den ersten Schaltzustand und Antreiben entweder über die erste, linke Antriebsmaschine oder die erste, rechte Antriebsmaschine sowie die zweite, linke Antriebsmaschine oder die zweite rechte Antriebsmaschine. Schließlich kann noch ein siebter Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes in den vierten Schaltzustand und Antreiben über alle vier Antriebsmaschinen realisiert werden.
Alternativ zu der vorgenannten Variante können bei einem Kettenfahrzeugantriebsstrang aber auch nur drei Antriebsmaschinen vorgesehen sein, wobei dann bevorzugt eine erste, linke Antriebsmaschine mit der ersten, linken Antriebsseite, eine erste, rechte Antriebsmaschine mit der ersten, rechten Antriebsseite sowie eine zweite Antriebsmaschine mit einer der zweiten Antriebsseiten gekoppelt ist.
Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Kettenfahrzeug, welches einen Kettenfahrzeugantriebsstrang umfasst, der entsprechend einer oder mehrerer der vorgenannten Varianten ausgebildet ist. Bevorzugt handelt es sich dabei bei dem Kettenfahrzeug um ein elektrisch angetriebenes Kettenfahrzeug, wobei das Kettenfahrzeug dabei als Arbeits- oder Militärfahrzeug vorliegen kann.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht eines Kettenfahrzeugantriebsstranges, entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines Kettenfahrzeugantriebsstranges gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
3 eine schematische Ansicht eines Kettenfahrzeugantriebsstranges, entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
4 eine tabellarische Übersicht verschiedener Betriebsmodi der Kettenfahrzeugantriebsstränge aus 1 bis 3.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kettenfahrzeugantriebsstranges 1, welcher entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung gestaltet und für die Anwendung bei einem Kettenfahrzeug vorgesehen ist. Bei dem Kettenfahrzeug kann es sich dabei um eine Baumaschine, ein Militärfahrzeug oder ähnliches handeln.
Der Kettenfahrzeugantriebsstrang 1 umfasst ein Getriebe 2, das gemäß einer ersten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ausgeführt ist und über welches vier Antriebsmaschinen 3, 4, 5 und 6 auf unterschiedliche Weisen eingebunden werden können. Die Antriebsmaschinen 3, 4, 5 und 6 sind dabei jeweils als Elektromaschinen ausgeführt, die im Einzelnen einerseits als Elektromotor sowie andererseits als Generator betrieben werden können.
Über das Getriebe 2 kann innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 jeweils eine Verbindung zu einer linken Seite 7 und einer rechten Seite 8 des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 hergestellt werden, an welchen jeweils je ein - vorliegend nicht weiter dargestelltes - Kettenlaufwerk angebunden ist. Die Anbindung wird dabei sowohl auf der linken Seite 7, als auch auf der rechten Seite 8 an je einer Abtriebsseiten 9 bzw. 10 hergestellt, wobei an der linken Abtriebsseite 9 und auch an der rechten Abtriebsseite 10 dabei insbesondere jeweils je ein Kettenantriebsrad des jeweiligen Kettenlaufwerks drehfest angebunden ist.
Die linke Abtriebsseite 9 ist an einem axialen Ende einer linken Abtriebswelle 11 definiert und steht über eine linken Summierstufe 12 mit einer ersten, linken Antriebsseite 13 und einer zweiten, linken Antriebsseite 14 in Verbindung. Während die erste, linke Antriebsseite 13 an einer Hohlwelle 15 definiert ist, ist die zweite, linke Antriebsseite 14 an einer Welle 16 ausgebildet, die koaxial zu der Hohlwelle 15 und radial innenliegend zu dieser angeordnet ist. Die Summierstufe 12 ist im vorliegenden Fall als Planetenstufe ausgeführt und setzt sich aus einem ersten Element 17 in Form eines Sonnenrades, einem zweiten Element 18 in Form eines Planetenstegs sowie einem dritten Element 19 in Form eines Hohlrades zusammen. Der Planetensteg ist hierbei drehfest mit der linken Abtriebswelle 11 verbunden. Zudem ist die Summierstufe 12 als Minus-Planetensatz ausgeführt, bei welchem der Planetensteg mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die jeweils sowohl mit dem radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff stehen. Über die Summierstufe 12 wird dabei eine Überlagerung von an den Antriebsseiten 13 und 14 eingeleiteten Antriebsbewegungen hin zu der Abtriebsseite 9 vorgenommen.
Wie in 1 zu erkennen ist, ist an der Hohlwelle 15 neben dem Hohlrad der linken Summierstufe 12 auch ein Stirnrad 20 einer Übersetzungsstufe 21 drehfest angebunden, die als Stirnradstufe ausgeführt ist. Das Stirnrad 20 der Übersetzungsstufe 21 kämmt dabei mit einem Stirnrad 22, welches drehfest auf einer Welle 23 angeordnet ist und zudem gleichzeitig mit einem Stirnrad 24 im Zahneingriff steht. Das Stirnrad 24 ist dabei drehfest auf einer Welle 25 platziert, die an einem axialen Ende mit einem Antriebsflansch 26 versehen ist. An diesem Antriebsflansch 26 ist dabei die erste, linke Antriebsmaschine 3 angeflanscht und darüber drehfest mit der Welle 25 verbunden.
Die Welle 16 verbindet das Sonnenrad der linken Summierstufe 12 mit einem Stirnrad 27 einer Übersetzungsstufe 28, indem das Stirnrad 27 drehfest auf der Welle 16 befestigt ist. Neben dem Stirnrad 27 umfasst die als Stirnradstufe ausgeführt Übersetzungsstufe 28 noch ein Stirnrad 29 und ein Stirnrad 30, von welchen das Stirnrad 29 sowohl mit dem Stirnrad 27, als auch dem Stirnrad 30 jeweils im Zahneingriff steht. Dabei ist das Stirnrad 29 auf einer Welle 31 drehfest platziert, die an einem axialen Ende zudem einen Antriebsflansch 32 ausbildet. An diesem Antriebsflansch 32 ist dabei die zweite, linke Antriebsmaschine 5 angebunden. Das Stirnrad 30 ist drehfest auf einer Welle 33 angeordnet.
Auf der rechten Seite 8 des Kettenfahrzeugantriebsstranges 1 ist die rechte Abtriebsseite 10 an einem axialen Ende einer rechten Abtriebswelle 34 definiert und ist über eine rechte Summierstufe 35 mit einer ersten, rechten Antriebsseite 36 sowie einer zweiten, rechten Antriebsseite 37 gekoppelt. Dabei ist die erste, rechte Antriebsseite 36 an einer Hohlwelle 38 vorgesehen, zu welcher eine Welle 39 koaxial und radial innenliegend verläuft, die die zweite, rechte Antriebsseite 37 definiert. Die rechte Summierstufe 35 liegt als Planetenstufe vor und setzt sich dabei aus einem ersten Element 40 in Form eines Sonnenrades, einem zweiten Element 41 in Form eines Planetenstegs und einem dritten Element 42 in Form eines Hohlrades zusammen. Konkret ist die Summierstufe 35 dabei als Minus-Planetensatz ausgeführt, indem der Planetensteg mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen sowohl mit dem radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen. Während das Sonnenrad drehfest mit der Welle 39 verbunden ist, steht der Planetensteg drehfest mit der rechten Abtriebswelle 34 und das Hohlrad drehfest mit der Hohlwelle 38 in Verbindung. An der Summierstufe 35 findet eine Überlagerung von an den Antriebsseiten 36 und 37 eingeleiteten Antriebsbewegungen hin zu der Abtriebsseite 10 statt.
An der Hohlwelle 38 ist neben dem Hohlrad der Summierstufe 35 auch ein Stirnrad 43 einer Übersetzungsstufe 44 drehfest befestigt, die vorliegend als Stirnradstufe ausgeführt ist. Neben dem Stirnrad 43 umfasst die Übersetzungsstufe 44 dabei noch zwei weitere Stirnräder 45 und 46, von welchen das Stirnrad 45 sowohl mit dem Stirnrad 43, als auch mit dem Stirnrad 46 jeweils im Zahneingriff steht. Dabei ist das Stirnrad 45 drehfest auf einer Welle 47 angeordnet, die an einem axialen Ende zudem einen Antriebsflansch 48 ausbildet. An diesem Antriebsflansch 48 ist die erste, rechte Antriebsmaschine 4 angeflanscht und damit eingebunden. Das Stirnrad 46 ist hingegen drehfest auf einer Welle 49 platziert.
Ferner ist noch eine weitere Übersetzungsstufe 50 vorgesehen, die ebenfalls als Stirnradstufe ausgeführt ist und sich dabei aus den Stirnrädern 51, 52 und 53 zusammensetzt. Das Stirnrad 51 ist hierbei drehfest auf der Welle 39 platziert und wird dementsprechend über die Welle 39 drehfest mit dem Sonnenrad der Summierstufe 35 verbunden. Innerhalb der Übersetzungsstufe 50 steht das Stirnrad 51 mit dem Stirnrad 52 im Zahneingriff, welches gleichzeitig mit dem Stirnrad 53 kämmt. Dabei ist das Stirnrad 52 drehfest auf einer Welle 54 befestigt, während das Stirnrad 53 drehfest auf einer Welle 55 angeordnet ist. Letztere bildet dabei an einem axialen Ende einen Antriebsflansch 56 aus, an welchem die zweite, rechte Antriebsmaschine 6 befestigt und damit eingebunden ist.
Innerhalb des Kettenfahrzeugantriebsstranges 1 ist also die erste, linke Antriebsseite 13 über die Übersetzungsstufe 21 mit der ersten, linken Antriebsmaschine 3, die zweite linke Antriebsseite 14 über die Übersetzungsstufe 28 mit der zweiten, linken Antriebsmaschine 5, die erste, rechte Antriebsseite 36 über die Übersetzungsstufe 44 mit der ersten, rechten Antriebsmaschine 4 sowie die zweite, rechte Antriebsseite 37 über die Übersetzungsstufe 50 mit der zweiten, rechten Antriebsmaschine 6 gekoppelt.
Als Besonderheit können nun die ersten Antriebsseiten 13 und 36 und auch die zweiten Antriebsseiten 14 und 37 jeweils miteinander gekoppelt werden. Hinsichtlich der ersten Antriebsseiten 13 und 36 besteht dabei eine Koppelbarkeit zum einen über eine erste Stirnradstufe 57 sowie zum anderen über eine zweite Stirnradstufe 58, die jeweils über je ein zugehöriges Schaltelement 59 bzw. 60 in einen Kraftfluss zwischen den ersten Antriebsseiten 13 und 36 eingebunden werden können. Dabei umfasst die erste Stirnradstufe 57 zwei Stirnräder 61 und 62, welche permanent miteinander im Zahneingriff stehen. Das Stirnrad 61 ist drehfest auf einer Welle 63 angeordnet, die drehfest mit der Welle 23 verbunden ist. Hingegen ist das Stirnrad 62 drehbar auf einer Welle 64 gelagert, die im weiteren drehfest mit der Welle 49 in Verbindung steht, wobei das Stirnrad 62 durch Betätigung des Schaltelements 59 drehfest mit der Welle 64 verbunden wird. Hierdurch findet dann dementsprechend auch eine Koppelung der Wellen 63 und 64 über die erste Stirnradstufe 57 statt.
Bei der zweiten Stirnradstufe 58 sind dagegen drei Stirnräder 65, 66 und 67 vorgesehen, von welchen das Stirnrad 66 sowohl mit dem Stirnrad 65, als auch dem Stirnrad 67 gleichzeitig im Zahneingriff steht. Das Stirnrad 65 ist dabei drehfest auf der Welle 63 angeordnet, während das Stirnrad 66 drehfest auf einer Zwischenwelle 68 sowie das Stirnrad 67 drehfest auf einer Welle 69 vorgesehen sind. Letztere kann dabei durch Betätigen des Schaltelements 60 drehfest mit der Welle 64 verbunden werden, so dass über die zweite Stirnradstufe 58 eine Koppelung der Welle 63 mit der Welle 64 vollzogen wird. Aufgrund des zusätzlichen Zahneingriffs erfolgt dies dabei im Gegensatz zu einer Koppelung über die erste Stirnradstufe 57 bei gleichgerichteter Drehbewegung der Wellen 63 und 64.
Die Schaltelemente 59 und 60 sind vorliegend als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen dabei insbesondere als Klauenkupplungen vor. Besonders bevorzugt sind die beiden Schaltelemente 59 und 60 dabei zu einer Schalteinrichtung zusammengefasst und können dabei über ein gemeinsames Betätigungselement in jeweils einen betätigten Zustand überführt werden, so dass entweder das Schaltelement 59 oder Schaltelements 60 betätigt wird. Darüber hinaus kann aber auch eine Neutralstellung verwirklicht werden, in welcher weder das Schaltelement 59, noch das Schaltelement 60 betätigt ist und damit auch die Antriebsseiten 13 und 36 voneinander entkoppelt sind.
Auch bei den zweiten Antriebsseiten 14 und 37 kann eine Koppelung einerseits über eine erste Stirnradstufe 70 sowie andererseits über eine zweite Stirnradstufe 71 erfolgen. Dabei wird eine Einbindung der ersten Stirnradstufe 70 über ein Schaltelement 72 vorgenommen, während die zweite Stirnradstufe 71 über ein Schaltelement 73 in einen Kraftfluss zwischen den Antriebsseiten 14 und 37 eingebunden werden kann. Die erste Stirnradstufe 70 setzt sich aus zwei Stirnrädern 74 und 75 zusammen, welche permanent miteinander im Zahneingriff stehen. Von den Stirnrädern 74 und 75 ist das Stirnrad 74 drehfest auf einer Welle 76 platziert, die drehfest mit der Welle 33 verbunden ist. Das Stirnrad 75 ist dagegen drehbar auf einer Welle 77 gelagert, die ständig drehfest mit der Welle 54 verbunden ist, wobei das Stirnrad 75 durch Betätigung des Schaltelements 72 an der Welle 77 drehfest festgesetzt werden kann. In der Folge sind dann die Wellen 76 und 77 über die erste Stirnradstufe 70 miteinander gekoppelt.
Die zweite Stirnradstufe 71 setzt sich aus drei Stirnrädern 78, 79 und 80 zusammen, von denen das Stirnrad 79 gleichzeitig sowohl mit dem Stirnrad 78, als auch dem Stirnrad 80 jeweils im Zahneingriff steht. Das Stirnrad 78 ist dabei drehfest auf der Welle 76 angeordnet, wohingegen das Stirnrad 79 drehfest auf einer Zwischenwelle 81 und das Stirnrad 80 auf einer Welle 82 platziert ist. Die Welle 82 kann über das Schaltelement 73 drehfest mit der Welle 77 verbunden werden, so dass eine Koppelung der Wellen 76 und 77 über die zweite Stirnradstufe 71 erfolgt. Aufgrund des zusätzlichen Zahneingriffs im Vergleich zu der ersten Stirnradstufe 70 laufen die Wellen 76 und 77 dabei unter gleicher Drehrichtung.
Auch die Schaltelemente 72 und 73 sind vorliegend als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen bevorzugt als Klauenschaltelemente vor. Dabei sind die beiden Schaltelemente 72 und 73 bevorzugt zu einer Schalteinrichtung zusammengefasst, bei welcher über ein gemeinsames Betätigungselement entweder das Schaltelement 72 oder das Schaltelement 73 in einen betätigten Zustand überführt werden kann. Abgesehen davon kann aber auch eine Neutralstellung realisiert werden, in welcher keines der beiden Schaltelemente 72 und 73 betätigt ist und dementsprechend die Antriebsseiten 14 und 37 voneinander entkoppelt sind.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kettenfahrzeugantriebsstranges 83 gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, wobei dieser Kettenfahrzeugantriebsstrang 83 dabei im Wesentlichen dem Kettenfahrzeugantriebsstrang 1 aus 1 entspricht und ein Getriebe 84 aufweist. Auch das Getriebe 84 entspricht weitestgehend dem Getriebe 2 aus 1, mit dem Unterschied, dass die Antriebsmaschine 3 nun koaxial zu der Welle 23 platziert und an einem - vorliegend nicht weiter dargestellten - Antriebsflansch drehfest mit dieser verbunden ist, während die Antriebsmaschine 4 koaxial zu der Welle 49 angeordnet ist und hierbei drehfest mit der Welle 49 in Verbindung steht. Letzteres ist dabei ebenfalls an einem - vorliegend nicht weiter dargestellten - Antriebsflansch vollzogen. Ferner ist die Antriebsmaschine 5 koaxial zu der Welle 16 und damit auch der zweiten, linken Antriebsseite 14 platziert und dabei drehfest an - einem nicht weiter dargestellten - Antriebsflansch mit der Welle 16 verbunden. Schließlich liegt die Antriebsmaschine 6 koaxial zu der Welle 39 und ist an einem - ebenfalls nicht dargestellten - Antriebsflansch drehfest mit der Welle 39 und damit auch der zweiten, rechten Antriebsseite 37 verbunden. Insofern setzt sich die Übersetzungsstufe 21 bei dem Getriebe 84 nur aus den beiden Stirnrädern 20 und 22 zusammen, wobei die Antriebsmaschine 3 dann drehfest an der Welle 23 angebunden ist, die das Stirnrad 22 drehfest trägt. Auch die Stirnradstufe 44 ist im Fall des Getriebes 84 lediglich durch die beiden Stirnräder 43 und 45 gebildet, wobei Letzteres drehfest auf der Welle 49 angeordnet ist, an der die Antriebsmaschine 4 drehfest angebunden ist.
Als weiterer Unterschied gegenüber dem Getriebe 2 aus 1 können die erste, linke Antriebsseite 13 und die erste, rechte Antriebsseite 36 über eine zwischenliegende Planetenstufe 85 miteinander gekoppelt werden, wobei dies, wie schon bei den Getriebe 2 aus 1, unter Gleichlauf oder unter entgegengesetzter Drehrichtung möglich ist. Dabei setzt sich die Planetenstufe 85 aus einem ersten Element in Form eines Sonnenrades 86, einem zweiten Element in Form eines Planetenstegs 87 und einem dritten Element in Form eines Hohlrades 88 zusammen, von welchen das Sonnenrad 86 drehfest mit der Welle 23 verbunden ist. Der Planetensteg 87 ist permanent an einem drehfesten Bauelement 89 festgesetzt, bei welchem es sich um ein Getriebegehäuse des Getriebes 84 oder eine hiermit drehfest verbundene Komponente handeln kann. Dabei ist auf dem Planetensteg 87 mindestens ein Planetenrad 90 drehbar gelagert, welches als Stufenplaneten ausgeführt ist und an einer ersten Verzahnung 91 mit dem Sonnenrad 86 sowie an einer zweiten Verzahnung 92 mit dem Hohlrad 88 jeweils im Zahneingriff steht.
Wie in 2 zu erkennen ist, liegt die Welle 49 koaxial zu der Welle 23 und kann zum einen über das erste Schaltelement 59 drehfest mit dem Sonnenrad 86 und damit auch der Welle 23 verbunden sowie zum anderen über das zweite Schaltelement 60 drehfest mit dem Hohlrad 88 in Verbindung gebracht werden. Eine Betätigung des ersten Schaltelements 59 hat dabei eine gleichgerichtete Drehbewegung der Antriebsseiten 13 und 36 zur Folge, während eine Betätigung des zweiten Schaltelements 60 entgegengesetzte Drehbewegungen der Antriebsseiten 13 und 36 nach sich zieht.
Auch die zweiten Antriebsseiten 14 und 37 können über eine zwischenliegende Planetenstufe 93 miteinander gekoppelt werden, wobei dies dabei unter Gleichlauf oder unter entgegengesetzter Drehrichtung möglich ist. Die Planetenstufe 93 setzt sich dabei aus einem ersten Element in Form eines Sonnenrades 94, einem zweiten Element in Form eines Planetenstegs 95 und einem dritten Element in Form eines Hohlrades 96 zusammen. Dabei ist das Sonnenrad 94 drehfest mit der Welle 16 und damit auch der zweiten, linken Antriebsseite 14 verbunden, während der Planetensteg 95 am drehfesten Bauelement 89 festgesetzt ist. Wie schon bei der Planetenstufe 85, ist auch auf dem Planetensteg 95 mindestens ein Planetenrad 97 drehbar gelagert geführt, welches an einer ersten Verzahnung 98 mit dem Sonnenrad 94 und an einer zweiten Verzahnung 99 mit dem Hohlrad 96 im Zahneingriff steht. Insofern ist auch das Planetenrad 97 als Stufenplanet realisiert.
Die koaxial zur Welle 16 verlaufende Welle 39 kann nun über das erstes Schaltelement 72 drehfest mit dem Sonnenrad 98 und damit auch der Welle 16 verbunden werden, was eine gleichgerichtete Drehbewegung der Wellen 16 und 39 und damit auch der Antriebsseiten 14 und 37 zur Folge hat. Daneben kann die Welle 39 auch über das zweite Schaltelement 73 drehfest mit dem Hohlrad 96 der Planetenstufe 93 in Verbindung gebracht werden, was eine entgegengesetzte Drehbewegung der Wellen 16 und 39 und damit auch der Antriebsseiten 14 und 37 zueinander nach sich zieht.
Die Schaltelemente 59, 60, 72 und 73 sind vorliegend jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente ausgebildet und liegen bevorzugt jeweils als Lamellenschaltelemente vor. Dabei sind das Schaltelement 59 und das Schaltelement 60 axial im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet, wobei das Schaltelement 59 radial innenliegend zu dem Schaltelement 60 platziert ist. Ebenso sind auch die Schaltelemente 72 und 73 axial im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet, wobei das Schaltelement 72 dabei radial innenliegend zu dem Schaltelement 73 vorgesehen ist. Ansonsten entspricht der Kettenfahrzeugantriebsstrang 83 und auch das Getriebe 84 der Variante nach 1, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
Schließlich zeigt 3 noch eine schematische Ansicht eines Kettenfahrzeugantriebsstranges 100, der entsprechend einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung verwirklicht ist und im Wesentlichen dem Kettenfahrzeugantriebsstrang 83 aus 2 entspricht. So umfasst der Kettenfahrzeugantriebsstrang 100 ein Getriebe 101, welches weitestgehend analog zu dem Getriebe 84 aus 2 ausgebildet ist. Einziger Unterschied ist dabei, dass die Schaltelemente 59, 60, 72 und 73 nun jeweils als formschlüssige Schaltelemente vorliegen, wobei es sich bei den Schaltelementen 59, 60, 72 und 63 hierbei insbesondere um Klauenkupplungen handelt. Dabei sind die Schaltelemente 59 und 60 zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst, bei welchem über ein gemeinsames Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus entweder das Schaltelement 59 oder das Schaltelement 60 betätigt werden kann. Ebenso sind auch die Schaltelemente 72 und 73 zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst, über dessen gemeinsames Betätigungselement aus einer Neutralstellung heraus entweder das Schaltelement 72 oder das Schaltelement 73 in einen geschlossenen Zustand überführt werden kann. Im Übrigen entsprechend der Kettenfahrzeugantriebsstrang 100 und das Getriebe 101 ansonsten der Ausführungsform nach 2, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
In 4 sind beispielhaft unterschiedliche Betriebsmodi I bis VII dargestellt, in welchen der jeweilige Kettenfahrzeugantriebsstrang 1 bzw. 83 bzw. 100 aus den 1 bis 3 jeweils betrieben werden kann. Wie zu erkennen ist, ergibt sich ein erster Betriebsmodus I durch Schalten des jeweiligen Getriebes 2 bzw. 84 bzw. 101 in einen ersten Schaltzustand, wozu die Schaltelemente 59 und 73 zu betätigen sind, so dass die ersten Antriebsseiten 13 und 36 in der Folge unter Gleichlauf miteinander gekoppelt sind, während die zweiten Antriebsseiten 14 und 37 unter entgegengerichteter Drehrichtung miteinander in Verbindung stehen. Zudem wird über die beiden Antriebsmaschinen 3 und 4 angetrieben und damit ein Antriebsmoment zu den Abtriebsseiten 10 und 11 geführt, wobei ein Abstützen über die zweiten Antriebsseiten 14 und 37 durch deren Koppelung erfolgt. Zudem kann ein Ausgleichsmoment durch die Koppelung der ersten Antriebsseiten 13 und 36 zwischen diesen übertragen werden. Hierdurch kann beispielsweise eine schnelle Geradeausfahrt des Kettenfahrzeuges verwirklicht werden.
In einem zweiten Betriebsmodus II werden im Unterschied zum ersten Betriebsmodus I zusätzlich auch über die Antriebsmaschinen 5 und 6 Antriebsbewegungen eingespeist, wobei diese in Form von Lenkmomenten vorliegen. Erneut erfolgt dabei ein Abstützen über die Koppelung der zweiten Antriebsseiten 14 und 37 über die Stirnradstufe 71, während eine Übertragung eines Ausgleichsmoments durch die Koppelung der ersten Antriebsseiten 13 und 36 über die Stirnradstufe 57 erfolgen kann. Hierdurch kann beispielsweise eine schnelle Kurvenfahrt des Kettenfahrzeuges dargestellt werden.
Im Fall eines dritten Betriebsmodus III wird das jeweilige Getriebe 2 bzw. 84 bzw. 101 dagegen in einen zweiten Schaltzustand geschaltet, wozu die Schaltelemente 60 und 72 zu betätigen sind und dementsprechend die Stirnradstufen 58 und 70 eingebunden werden. In dem zweiten Schaltzustand sind die ersten Antriebsseiten 13 und 36 unter entgegengesetzter Drehrichtung miteinander gekoppelt, während eine Koppelung der zweiten Antriebsseiten 14 und 37 unter Gleichlauf stattfindet. Ein Antrieb erfolgt in diesem Fall dann über die Antriebsmaschinen 5 und 6, die Antriebsmomente einspeisen. Hingegen werden die Antriebsmaschinen 3 und 4 in diesem Fall nicht betrieben. Ein Abstützen erfolgt über die ersten Antriebsseiten 13 und 36 durch deren Koppelung über die Stirnradstufe 58, während ein Ausgleichsmoment zwischen der linken Seite 7 und der rechten Seite 8 über die Stirnradstufe 70 zwischen den zweiten Antriebsseiten 14 und 37 übertragen werden kann. Dadurch kann eine langsame Geradeausfahrt des Kettenfahrzeugs dargestellt werden.
Im gleichen Schaltzustand des jeweiligen Getriebes 2 bzw. 84 bzw. 101 kann außerdem ein vierter Betriebsmodus IV verwirklicht werden, indem nun über alle Antriebsmaschinen 3 bis 6 angetrieben wird. Die Antriebsmaschinen 3 und 4 speisen in diesem Fall allerdings Lenkmomenten ein, so dass eine langsame Kurvenfahrt des Kettenfahrzeugs realisiert werden kann. Ein Abstützen erfolgt dabei wie schon im dritten Betriebsmodus III über die Stirnradstufe 58, während ein Ausgleichsmoment zwischen den zweiten Antriebsseiten 14 und 37 über die Stirnradstufe 70 übertragen werden kann.
In einem dritten Schaltzustand des jeweiligen Getriebes 2 bzw. 84 bzw. 101, zu dessen Darstellung lediglich das Schaltelement 60 betätigt wird und damit eine Koppelung der ersten Antriebsseiten 13 und 36 bei entgegengesetzter Drehrichtung stattfindet, kann ein fünfter Betriebsmodus V realisiert werden. In diesem erfolgt ein Antrieb über alle Antriebsmaschinen 3 bis 6, wobei die ersten Antriebsmaschinen 3 und 4 Lenkmomente einspeisen, während über die zweiten Antriebsmaschinen 5 und 6 eine Einspeisung von Antriebsmomenten stattfindet. Während die ersten Antriebsseiten 13 und 36 dabei zur Übertragung eines Abstützmoments miteinander gekoppelt sind, sind die zweiten Antriebsseiten 14 und 37 voneinander entkoppelt. Hierdurch kann eine langsame Kurvenfahrt des Kettenfahrzeuges in großer Steigung dargestellt werden.
In einem sechsten Betriebsmodus VI ist das jeweilige Getriebe 2 bzw. 84 bzw. 101 wiederum in den ersten Schaltzustand durch Betätigung der Schaltelemente 59 und 73 geschaltet, wobei ein Antrieb über die Antriebsmaschinen 3 und 5 stattfindet. Dabei wird über die erste, linke Antriebsmaschine 3 ein Antriebsmoment eingespeist, während über die zweite, linke Antriebsmaschine 5 die Einspeisung eines Lenkmoments stattfindet. Aufgrund der Koppelung der ersten Antriebsseiten 13 und 36 unter Gleichlauf über die Stirnradstufe 57 wird das Antriebsmoment der Antriebsmaschine 3 zu beiden ersten Antriebsseiten 13 und 36 übertragen, ebenso wie auch eine Übertragung des Lenkmoments der Antriebsmaschine 5 durch Koppelung zu beiden zweiten Antriebsseiten 14 und 37 erfolgt. Hierdurch können Notfahreigenschaften des Kettenfahrzeuges verwirklicht werden, wobei alternativ dazu anstelle der Antriebsmaschine 3 auch die Antriebsmaschine 4 und/oder anstelle der Antriebsmaschine 5 auch die Antriebsmaschine 6 betrieben werden kann.
Schließlich ergibt sich noch ein siebter Betriebsmodus VII durch Schalten des jeweiligen Getriebes 2 bzw. 84 bzw. 101 in einen vierten Schaltzustand, in welchem keines der Schaltelemente 59, 60, 72 und 73 betätigt ist und dementsprechend sowohl die Antriebsseiten 13 und 36, als auch die Antriebsseiten 14 und 37 voneinander entkoppelt sind. Dabei werden alle Antriebsmaschinen 3 bis 6 betrieben, wobei die Antriebsmaschinen 3 und 5 gemeinsam ein Antriebsmoment zur linken Abtriebsseiten 9 sowie die Antriebsmaschinen 4 und 6 gemeinsam ein Antriebsmoment zur rechten Abtriebsseite 10 übertragen. Hierdurch kann bei dem Kettenfahrzeug ein Betriebsmodus „volle Kraft voraus“ dargestellt werden.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Getriebes kann eine Einbindung von Antriebsmaschinen auf unterschiedliche Art und Weisen verwirklicht werden.
Bezugszeichenliste

1: Kettenfahrzeugantriebsstrang
2: Getriebe
3: Antriebsmaschine
4: Antriebsmaschine
5: Antriebsmaschine
6: Antriebsmaschine
7: linke Seite
8: rechte Seiten
9: linke Abtriebsseite
10: rechte Abtriebsseite
11: linke Abtriebswelle
12: linke Summierstufe
13: erste, linke Antriebsseite
14: zweite, linke Antriebsseite
15: Hohlwelle
16: Welle
17: erstes Element
18: zweites Element
19: drittes Element
20: Stirnrad
21: Übersetzungsstufe
22: Stirnrad
23: Welle
24: Stirnrad
25: Welle
26: Antriebsflansch
27: Stirnrad
28: Übersetzungsstufe
29: Stirnrad
30: Stirnrad
31: Welle
32: Antriebsflansch
33: Welle
34: Rechte Abtriebswelle
35: rechte Summierstufe
36: erste, rechte Antriebsseite
37: zweite, rechte Antriebsseite
38: Hohlwelle
39: Welle
40: erstes Element
41: zweites Element
42: drittes Element
43: Stirnrad
44: Übersetzungsstufe
45: Stirnrad
46: Stirnrad
47: Welle
48: Antriebsflansch
49: Welle
50: Übersetzungsstufe
51: Stirnrad
52: Stirnrad
53: Stirnrad
54: Welle
55: Welle
56: Antriebsflansch
57: erste Stirnradstufe
58: zweite Stirnradstufe
59: Schaltelement
60: Schaltelement
61: Stirnrad
62: Stirnrad
63: Welle
64: Welle
65: Stirnrad
66: Stirnrad
67: Stirnrad
68: Zwischenwelle
69: Welle
70: erste Stirnradstufe
71: zweite Stirnradstufe
72: Schaltelement
73: Schaltelement
74: Stirnrad
75: Stirnrad
76: Welle
77: Welle
78: Stirnrad
79: Stirnrad
80: Stirnrad
81: Zwischenwelle
82: Welle
83: Kettenfahrzeugantriebsstrang
84: Getriebe
85: Planetenstufe
86: Sonnenrad
87: Planetensteg
88: Hohlrad
89: drehfestes Bauelement
90: Planetenrad
91: erste Verzahnung
92: zweite Verzahnung
93: Planetenstufe
94: Sonnenrad
95: Planetensteg
96: Hohlrad
97: Planetenrad
98: erste Verzahnung
99: zweite Verzahnung
100: Kettenfahrzeugantriebsstrang
101: Getriebe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013204672 A1 [0004, 0012]

Claims

Getriebe (2; 84; 101) für einen Kettenfahrzeugantriebsstrang (1), umfassend eine linke Abtriebsseite (9) und eine rechte Abtriebsseite (10), wobei die linke Abtriebsseite (9) an einer linken Summierstufe (12) mit einer ersten, linken Antriebsseite (13) und einer zweiten, linken Antriebsseite (14) gekoppelt ist, und wobei die rechte Abtriebsseite (10) an einer rechten Summierstufe (35) mit einer ersten, rechten Antriebsseite (36) und einer zweiten, rechten Antriebsseite (37) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, linke Antriebsseite (13) und die erste, rechte Antriebsseite (36) und/oder die zweite, linke Antriebsseite (14) und die zweite, rechte Antriebsseite (37) jeweils einerseits unter Gleichlauf sowie andererseits unter entgegengesetzter Drehrichtung koppelbar sind.
Getriebe (2; 84; 101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste, linke Antriebsseite (13) und die erste, rechte Antriebsseite (36) als auch die zweite, linke Antriebsseite (14) und die zweite, rechte Antriebsseite (37) jeweils einerseits unter Gleichlauf sowie andererseits unter entgegengesetzter Drehrichtung koppelbar sind.
Getriebe (2; 84; 101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander koppelbaren Antriebsseiten (13, 36; 14, 37) neben der jeweiligen Koppelbarkeit zudem voneinander entkoppelbar sind.
Getriebe (2; 84; 101) nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich - ein erster Schaltzustand durch Koppelung der ersten Antriebsseiten (13, 36) unter Gleichlauf und durch Koppelung der zweiten Antriebsseiten (14, 37) unter entgegengesetzter Drehrichtung, - ein zweiter Schaltzustand durch Koppelung der ersten Antriebsseiten (13, 36) unter entgegengesetzter Drehrichtung und durch Koppelung der zweiten Antriebsseiten (14, 37) unter Gleichlauf, - ein dritter Schaltzustand durch Koppelung der ersten Antriebsseiten (13, 36) unter entgegengesetzter Drehrichtung und durch Entkoppelung der zweiten Antriebsseiten (14, 37), sowie - ein vierter Schaltzustand durch Entkoppelung der ersten Antriebsseiten (13, 36) und durch Entkoppelung der zweiten Antriebsseiten (14, 37) ergibt.
Getriebe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den miteinander koppelbaren Antriebsseiten (13, 36; 14, 37) je zwei Stirnradstufen (57, 58; 70, 71) vorgesehen sind, die jeweils über je ein zugehöriges Schaltelement (59, 60; 72, 73) in einen Kraftfluss zwischen den zugehörigen Antriebsseiten (13, 36; 14, 37) einbindbar sind, wobei bei je einer ersten Stirnradstufe (57; 70) je ein erstes Stirnrad (61; 74) und je ein zweites Stirnrad (62; 75) miteinander im Zahneingriff stehen, und wobei bei je einer zweiten Stirnradstufe (58; 71) je ein erstes Stirnrad (65; 78) und je ein zweites Stirnrad (67; 80) jeweils mit je einem zwischenliegenden Zwischenrad (66; 79) kämmen.
Getriebe (84; 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den miteinander koppelbaren Antriebsseiten (13, 36; 14, 37) jeweils eine Planetenstufe (85; 93) vorgesehen ist, die sich aus je einem ersten Element, je einem zweiten Element und je einem dritten Element in Form je eines Sonnenrades (86; 94), je eines Planetenstegs (87; 95) und je eines Hohlrades (88; 96) zusammensetzt, wobei von den miteinander koppelbaren Antriebsseiten (13, 36; 14, 37) eine Antriebsseite (13; 14) mit dem jeweiligen ersten Element in Verbindung steht und das jeweilige zweite Element festgesetzt ist, wohingegen die andere Antriebsseite (36; 37) der miteinander koppelbaren Antriebsseiten (13, 36; 14, 37) über ein erstes Schaltelement (59; 72) mit dem jeweiligen ersten Element sowie über ein zweites Schaltelement (60; 73) mit dem jeweiligen dritten Element verbindbar ist.
Getriebe (84; 101) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige erste Element der Planetenstufe (85; 93) das Sonnenrad (86; 94), das jeweilige zweite Element der Planetenstufe (85; 93) der Planetensteg (87; 95) und das jeweilige dritte Element der Planetenstufe (85; 93) das Hohlrad (88; 96) ist, wobei der Planetensteg (87; 95) mindestens ein Planetenrad (90; 97) drehbar gelagert führt, welches jeweils mit je zwei Verzahnungen (91, 92; 98, 99) ausgeführt ist, und wobei das mindestens eine Planetenrad (90; 97) an der ersten Verzahnung (91; 98) mit dem Sonnenrad (86; 94) und an der zweiten Verzahnung (92; 99) mit dem Hohlrad (88; 96) im Zahneingriff steht.
Getriebe (2; 84; 101) nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (59, 60; 72, 73) im Einzelnen als formschlüssige oder als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind.
Getriebe (2; 84; 101) nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Antriebsseite (13; 36; 14; 37) mit den beiden Stirnradstufen (57, 58; 70, 71) oder der Planetenstufe (85; 93) über mindestens eine zwischenliegende Übersetzungsstufe (21; 44; 28; 50) gekoppelt ist.
Getriebe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den miteinander koppelbaren Antriebsseiten (13, 36; 14, 37) mindestens eine Antriebsseite (13; 36; 14; 37) mit je einem Antriebsflansch (26; 48; 32; 56) in Verbindung steht, welcher dem Anschluss je einer Antriebsmaschine (3; 4; 5; 6) dient.
Getriebe (2; 84; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summierstufen (12, 35) jeweils als Planetenstufen mit je einem ersten Element (17; 40), je einem zweiten Element (18; 41) und je einem dritten Element (19; 42) in Form je eines Sonnenrades, je eines Planetenstegs und je eines Hohlrades ausgebildet sind, wobei das jeweilige erste Element (17; 40) mit der jeweiligen zweiten Antriebsseite (14; 37), das jeweilige zweite Element (18; 41) mit der jeweiligen Abtriebsseite (9; 10) sowie das jeweilige dritte Element (19; 42) mit der jeweiligen ersten Antriebsseite (13; 36) verbunden ist.
Kettenfahrzeugantriebsstrang (1; 83; 100), umfassend ein Getriebe (2; 84; 101) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11.
Kettenfahrzeugantriebsstrang (1; 83; 100) nach Anspruch 12, zusätzlich umfassend mindestens zwei Antriebsmaschinen (3, 4, 5, 6), die bevorzugt jeweils als Elektromaschinen vorliegen.
Kettenfahrzeugantriebsstrang (1; 83; 100) nach Anspruch 13 und umfassend ein Getriebe (2; 84; 101) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, linke Antriebsseite (13) des Getriebes (2; 84; 101) mit einer ersten, linken Antriebsmaschine (3), die erste rechte Antriebsseite (36) des Getriebes (2; 84; 101) mit einer ersten, rechten Antriebsmaschine (4), die zweite, linke Antriebsseite (14) des Getriebes (2; 84; 101) mit einer zweiten, linken Antriebsmaschine (5) sowie die zweite, rechte Antriebsseite (37) des Getriebes (2; 84; 101) mit einer zweiten, rechten Antriebsmaschine (6) gekoppelt ist.
Kettenfahrzeugantriebsstrang (1; 83; 100) nach Anspruch 14 und umfassend ein Getriebe (2; 84; 101) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich - ein erster Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes (2; 84; 101) in den ersten Schaltzustand und Antreiben über die erste, linke Antriebsmaschine (3) und die erste, rechte Antriebsmaschine (4), - ein zweiter Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes (2; 84; 101) in den ersten Schaltzustand und Antreiben über alle vier Antriebsmaschinen (3, 4, 5, 6), - ein dritter Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes (2; 84; 101) in den zweiten Schaltzustand und Antreiben über die zweite, linke Antriebsmaschine (5) und die zweite, rechte Antriebsmaschine (6), - ein vierter Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes (2; 84; 101) in den zweiten Schaltzustand und Antreiben über alle vier Antriebsmaschinen (3, 4, 5, 6), - ein fünfter Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes (2; 84; 101) in den dritten Schaltzustand und Antreiben über alle vier Antriebsmaschinen (3, 4, 5, 6), - ein sechster Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes (2; 84; 101) in den ersten Schaltzustand und Antreiben entweder über die erste, linke Antriebsmaschine (3) oder die erste, rechte Antriebsmaschine (4) sowie die zweite, linke Antriebsmaschine (5) oder die zweite, rechte Antriebsmaschine (6), sowie - ein siebter Betriebsmodus durch Schalten des Getriebes (2; 84; 101) in den vierten Schaltzustand und Antreiben über alle vier Antriebsmaschinen (3, 4, 5, 6) ergibt.
Kettenfahrzeug, umfassend einen Kettenfahrzeugantriebsstrang (1; 83; 100) nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15.