DE102022204744A1 - Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine - Google Patents

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Stefan Igl
Raphael Himmelsbach
Gerhard Grömmer
Martin Sagmeister
Manfred Auer
Stefan Windpassinger
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (10) für eine Arbeitsmaschine, wobei die Antriebsvorrichtung (10) eine erste Elektromaschine (EM1) mit einer ersten Motorwelle (12), eine zweite Elektromaschine (EM2) mit einer zweiten Motorwelle (14), eine erste Fahrabtriebswelle (16), eine erste Zapfwelle (40) und eine zweite Zapfwelle (42) aufweist. Die erste Motorwelle (12) ist mit der ersten Fahrabtriebswelle (16) mittels eines Fahrgetriebes (32) mechanisch wirkverbindbar. Die zweite Motorwelle (14) ist mit den beiden Zapfwelle (40, 42) mechanisch wirkverbindbar. Eine Ausgangswelle (36) des Fahrgetriebes (32) ist mit der ersten Fahrabtriebswelle (16) permanent drehfest verbunden. Eine Eingangswelle (34) des Fahrgetriebes (32) ist mit der ersten Motorwelle (12) mechanisch wirkverbunden ist. Die Eingangswelle (34) ist über die erste Fahrstirnradstufe (FST1) mittels eines ersten Fahrschaltelements (FS1) mit der Ausgangswelle (36) mechanisch wirkverbindbar. Die Eingangswelle (34) ist über eine zweite Fahrstirnradstufe (FST2) mittels eines zweiten Fahrschaltelements (FS2) mit einem ersten Drehelement eines Fahrplanetenradsatzes (FP) mechanisch wirkverbindbar. Das erste Drehelement ist mittels eines dritten Fahrschaltelements (FS3) mit der Ausgangswelle (36) drehfest verbindbar. Ein zweites Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) ist mittels eines vierten Fahrschaltelements (FS4) mit der Ausgangswelle (36) drehfest verbindbar ist. Ein drittes Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) ist permanent festgesetzt. Zudem betrifft die Erfindung eine Arbeitsmaschine.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, welche zwei Elektromaschinen aufweist.
  • Stand der Technik
  • Antriebsvorrichtungen für Arbeitsmaschinen müssen bei verschiedenen Bodenbeschaffenheiten und Arbeitszyklen ein effizientes und zuverlässiges Betreiben der Arbeitsmaschine ermöglichen. Sofern die Arbeitsmaschine dafür rein mit einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, sind komplexe, teure und großbauende mechanische und alternativ oder zusätzlich hydraulische Komponenten notwendig.
  • Darstellung der Erfindung
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine. Eine Antriebsvorrichtung kann beispielsweise einen Teil eines Antriebsstrangs bilden. Die Arbeitsmaschine kann als Landmaschine, z. B. als Traktor, als Baumaschine oder auch als ein Spezialfahrzeug ausgebildet sein. Beispiele für eine Arbeitsmaschine sind ein Radlader und ein Traktor, bei dem jeweilige Räder durch eine Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung antreibbar sind. An Arbeitsmaschinen können üblicherweise Anbaugeräte montiert werden, welche ebenfalls durch die Arbeitsmaschine angetrieben werden können. Dafür kann die Arbeitsmaschine eine Zapfleistung bereitstellen.
  • Die Antriebsvorrichtung weist eine erste Elektromaschine mit einer ersten Motorwelle auf. Die erste Elektromaschine ist dazu ausgebildet, eine erste Antriebsleistung an der ersten Motorwelle bereitzustellen. Die Antriebsvorrichtung weist eine zweite Elektromaschine mit einer zweiten Motorwelle auf. Die zweite Elektromaschine ist dazu ausgebildet, eine zweite Antriebsleistung an der zweiten Motorwelle bereitzustellen. Jede der Elektromaschinen weist beispielsweise nur eine Motorwelle auf. Die Bezeichnung als zweite Motorwelle dient der Zuordnung zu der zweiten Elektromaschine.
  • Die Elektromaschinen können dazu ausgebildet sein, eine elektrische Energie in eine mechanische Energie zu wandeln. Optional können die Elektromaschinen jeweils zur Rekuperation ausgebildet sein. Eine Elektromaschine kann beispielsweise als Asynchronmotor oder Synchronmotor ausgebildet sein. Beispielsweise weist die Antriebsvorrichtung eine Energiequelle, wie eine wiederaufladbare Batterie, auf. Mit der Energiequelle können die beiden Elektromaschinen mit Strom zu deren Betrieb versorgt werden. Die Antriebsvorrichtung kann für jede Elektromaschine einen zugeordneten Inverter aufweisen, welcher eine Antriebsleistungsabgabe der Elektromaschine steuert. Jede Elektromaschine der Antriebsvorrichtung kann auch eine zugeordnete Energiequelle aufweisen.
  • Die Antriebsvorrichtung weist eine erste Fahrabtriebswelle auf. An der ersten Fahrabtriebswelle kann beispielsweise ein Teil der von den Elektromotoren erzeugten Antriebsleistung ausgegeben werden, beispielsweise an eine zugeordnete Antriebsachse der Arbeitsmaschine. Die erste Fahrabtriebswelle kann beispielsweise mit einer Hinterachse der Arbeitsmaschine mechanisch wirkverbunden sein. Eine Fahrabtriebswelle kann beispielsweise mechanisch über ein Achsdifferential mit der zugeordneten Antriebsachse der Arbeitsmaschine mechanisch wirkverbunden sein. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise auch eine mechanische Wirkverbindung über jeweilige Kegelräder möglich. Eine Fahrabtriebswelle kann eine Ausgangswelle der Antriebsvorrichtung bilden. Die Antriebsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Antriebsleistung von der ersten Motorwelle auf die erste Fahrabtriebswelle zu übertragen.
  • Die erste Motorwelle ist mit der ersten Fahrabtriebswelle mittels eines Fahrgetriebes mechanisch wirkverbindbar. Die Antriebsvorrichtung kann das Fahrgetriebe aufweisen. Das Fahrgetriebe kann dazu ausgebildet sein, unterschiedliche Übersetzungen zwischen der ersten Motorwelle und der ersten Fahrabtriebswelle bereitzustellen. Das Fahrgetriebe kann auch dazu ausgebildet sein, eine Drehmomentübertragung von der ersten Motorwelle an die erste Fahrabtriebswelle zu unterbrechen, beispielsweise bei einem bestimmten Schaltzustand. Damit kann ein Leerlauf bereitgestellt werden.
  • Die Antriebsvorrichtung weist eine erste Zapfwelle und eine zweite Zapfwelle auf. An einer Zapfwelle kann eine Zapfleistung bereitgestellt werden. Die erste Zapfwelle kann beispielsweise als Frontzapfwelle ausgebildet sein. Die zweite Zapfwelle kann als Heckzapfwelle ausgebildet sein. An jeder Zapfwelle können beispielsweise Anbaugeräte von der Arbeitsmaschine mit einer mechanischen Leistung versorgt werden. Die Antriebsvorrichtung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, die Zapfwelle mit einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl, beispielsweise einer von zwei vorgegebenen Zapfwellendrehzahlen, anzutreiben. Die Antriebsvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise dazu ausgebildet sein, die Zapfwelle drehzahlvariabel anzutreiben. Die Antriebsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Antriebsleistungsübertragung wahlweise zu einer der beiden oder auch beiden Zapfwellen zu trennen.
  • Die zweite Motorwelle ist mit der ersten Zapfwelle und mit der zweiten Zapfwelle mechanisch wirkverbindbar. Beispielsweise kann die zweite Motorwelle in einem ersten Schaltzustand nur mit der ersten Zapfwelle mechanisch wirkverbunden sein. Beispielsweise kann die zweite Motorwelle in einem zweiten Schaltzustand nur mit der zweiten Zapfwelle mechanisch wirkverbunden sein. Beispielsweise kann die zweite Motorwelle in einem dritten Schaltzustand mit der ersten Zapfwelle und der zweiten Zapfwelle mechanisch wirkverbunden sein. Beispielsweise kann die zweite Motorwelle in einem vierten Schaltzustand mit keiner der beiden Zapfwellen mechanisch wirkverbunden sein. In dem vierten Schaltzustand kann die zweite Elektromaschine so Hilfsaggregate, wie Hydraulikpumpen antreiben, ohne dass ein Anbaugerät oder eine der beiden Zapfwellen angetrieben wird. In dem vierten Schaltzustand kann die zweite Elektromaschine so in bestimmten Ausführungsformen zudem alternativ oder zusätzlich eine Fahrantriebswelle antreiben, ohne dass ein Anbaugerät angetrieben wird.
  • Bei der Antriebsvorrichtung kann der Umstand genutzt werden, dass Elektromaschinen im Vergleich zu einer Antriebsvorrichtung nur mit einem Verbrennungsmotor eine flexiblere Nutzung des Bauraums der Arbeitsmaschine erlauben können. Dadurch kann die Arbeitsmaschine nun zwei Zapfwellen aufweisen, wobei nur eine oder beide Zapfwellen im Betrieb angetrieben werden. Dadurch ist die Nutzung oder zumindest das Anbringen von zwei Anbaugeräten gleichzeitig möglich. Die zwei Anbaugeräte werden dabei beispielsweise nur von der zweiten Elektromaschine angetrieben. So muss, auch bei einem sonst im Vergleich zu einer Arbeitsmaschine nur mit Verbrennungsmotor weitestgehend gleichem mechanischen Aufbau, kein zusätzlicher Motor zum Antreiben der zweiten Zapfwelle bereitgestellt werden. Es kann eine zusätzliche Leistungsschnittstelle für die zweite Zapfwelle geben. Der Antrieb der zwei Zapfwellen kann in einen Zentralantrieb integriert werden.
  • Das Fahrgetriebe weist eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle, eine erste Fahrstirnradstufe, eine zweite Fahrstirnradstufe, einen Fahrplanetenradsatz, ein erstes Fahrschaltelement, ein zweites Fahrschaltelement, ein drittes Fahrschaltelement und ein viertes Fahrschaltelement auf. Ein Fahrplanetenradsatz kann als normaler Planetenradsatz ausgebildet sein und wird beispielsweise nur zur Zuordnung so bezeichnet. Der Planetenradsatz weist drei Drehelemente auf. Ein Planetenradsatz weist als Drehelemente ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad auf. An dem Planetenträger können ein oder mehrere Planetenräder drehbar gelagert sein. Der Fahrplanetenradsatz kann beispielsweise als Minus-Planetenradsatz ausgebildet sein. Bei einem Minus-Planetenradsatz kämmen jeweilige Planetenräder mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad. Der Fahrplanetenradsatz kann beispielsweise auch als Plus-Planetenradsatz ausgebildet sein, bei welchem zwei Sätze von Planetenrädern an dem Planetenträger drehbar gelagert sind. Diese Planetenräder kämmen dann jeweils paarweise miteinander. Eines der Planetenräder jedes Paars kämmt dann zusätzlich mit dem Sonnenrad und ein anderes der Planetenräder jedes Paars kämmt dann zusätzlich mit dem Hohlrad. Die Ausgangswelle des Fahrgetriebes ist mit der ersten Fahrabtriebswelle permanent drehfest verbunden. Die Eingangswelle des Fahrgetriebes ist mit der ersten Motorwelle mechanisch wirkverbunden. Beispielsweise kann die Eingangswelle des Fahrgetriebes mit der ersten Motorwelle permanent drehfest verbunden sein oder über eine Stirnradstufe mechanisch wirkverbunden sein. Die Eingangswelle des Fahrgetriebes ist über die erste Fahrstirnradstufe mittels des ersten Fahrschaltelements mit der Ausgangswelle mechanisch wirkverbindbar. Die Eingangswelle des Fahrgetriebes ist über die zweite Fahrstirnradstufe mittels des zweiten Fahrschaltelements mit einem ersten Drehelement des Fahrplanetenradsatzes mechanisch wirkverbindbar. Das erste Drehelement des Fahrplanetenradsatzes ist mittels des dritten Fahrschaltelements mit der Ausgangswelle des Fahrgetriebes drehfest verbindbar. Es ergibt sich eine Übersetzung, welche der zweiten Fahrstirnradstufe entspricht. Ein zweites Drehelement des Fahrplanetenradsatzes ist mittels des vierten Fahrschaltelements mit der Ausgangswelle des Fahrgetriebes drehfest verbindbar. Ein drittes Drehelement des Fahrplanetenradsatzes ist permanent festgesetzt. Ein permanent festgesetztes Drehelement kann beispielsweise permanent drehfest mit einem stationären Bauteil der Antriebsvorrichtung verbunden sein. Bei Betätigung des vierten Fahrschaltelements statt des zweiten Fahrschaltelements sowie geschlossenem zweiten Fahrschaltelement kann so die Übersetzung durch den Fahrplanetenradsatz erhöht werden. Es ergibt sich ein kompaktes Fahrgetriebe, welches drei unterschiedliche Übersetzungsstufen mit festem Übersetzungsverhältnis bereitstellen kann. So können jeweilige Momentenanforderungen an jeweilige Elektromaschinen sehr gering sein, wodurch diese radial sehr kompakt sein können. Zudem kann das Fahrgetriebe so einen Leerlauf bereitstellen. Zudem können das dritte Fahrschaltelement und das vierte Fahrschaltelement lastfrei geschaltet werden, wodurch deren Verschleiß besonders gering sein kann. Zudem können Schleppverluste bei dieser Bauart gering sein. Insgesamt ist ein Platzbedarf gering und es kann alternativ oder zusätzlich eine hohe Übersetzung aufgrund des Fahrplanetenradsatzes bereitgestellt werden. Zudem kann eine Drehzahl an jeweiligen Schaltelementen des Fahrgetriebes gering sein. Beispielsweise können an dem ersten Fahrschaltelement und dem zweiten Fahrschaltelement nur eine Drehzahl anliegen, welche kleiner als eine Drehzahl der ersten Motorwelle ist. Dadurch können diese beiden Fahrschaltelemente klein und kompakt sein und für eine geringe Reibleistung ausgelegt sein. Die Bezeichnung Fahrschaltelement dient der Funktionszuordnung. Fahrschaltelemente können wie andere Schaltelemente ausgebildet sein. Die Zwischenwelle ist beispielsweise koaxial mit der Eingangswelle des Fahrgetriebes angeordnet.
  • Die Antriebsvorrichtung kann ein erstes Zapfgetriebe und alternativ oder zusätzlich ein zweites Zapfgetriebe aufweisen. Ein Zapfgetriebe kann dazu ausgebildet sein, eine mechanische Wirkverbindung zwischen einer Zapfwelle und einem Anbaugerät bereitzustellen, beispielsweise mit unterschiedlichen Übersetzungen. So kann auch bei einem gemeinsamen Antreiben der beiden Zapfwellen die erste Zapfwelle eine andere Drehzahl als die zweite Zapfwelle aufweisen. Zudem kann es so möglich sein, die zweite Elektromaschine in einem besonders effizienten Betriebspunkt zu betreiben. Beispielsweise kann jedes Zapfgetriebe dazu ausgebildet sein, zwei unterschiedliche Übersetzungen bereitzustellen.
  • Die Antriebsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, modular erweitert zu werden. So kann eine standardisierte Antriebsvorrichtung an unterschiedliche Kundenwünsche angepasst werden. Beispiele für modulare Erweiterungen sind den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen entnehmbar. Die modulare Erweiterung der Antriebsvorrichtung kann vor einem Einbau in die Arbeitsmaschine erfolgen. Die modulare Erweiterung kann in einer anderen Ausführungsform auch nach dem Verbau der Antriebsvorrichtung in der Arbeitsmaschine erfolgen.
  • Sind zwei Elemente mechanisch wirkverbunden, so sind diese unmittelbar oder mittelbar derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung des einen Elements eine Reaktion des anderen Elements bewirkt. Beispielsweise kann eine mechanische Wirkverbindung durch eine formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung bereitgestellt werden. Bei einer mechanischen Wirkverbindung können eine oder mehrere Stirnradstufen bei der Antriebsleistungsübertragung beteiligt sein. Beispielsweise kann die mechanische Wirkverbindung einem Kämmen von korrespondierenden Verzahnungen von zwei Elementen entsprechen. Zwischen den Elementen können weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Stirnradstufen, vorgesehen sein.
  • Unter einer permanent drehfesten Verbindung zweier Elemente wird eine Verbindung verstanden, bei welcher die beiden Elemente zu allen bestimmungsgemäßen Zuständen im Wesentlichen starr miteinander gekoppelt sind. Hierunter fällt auch eine reibschlüssige Verbindung, bei welcher es zu einem gewollten oder ungewollten Schlupf kommen kann. Permanent drehfest verbundene Elemente können als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen.
  • Eine Verbindung zweier Elemente über ein weiteres Element kann bedeuten, dass dieses weitere Element an einer mittelbaren Wirkverbindung der beiden Elemente beteiligt ist. Beispielsweise kann dieses Element im Kraftfluss zwischen diesen beiden Elementen angeordnet sein. Eine Verbindung zweier Elemente über zwei oder mehr Elemente kann bedeuten, dass diese weiteren Elemente alle an einer mittelbaren Wirkverbindung der beiden Elemente beteiligt sind.
  • Eine schaltbare Verbindung kann in einem Zustand eine Drehmomentübertragung zwischen zwei Elementen ermöglichen, beispielsweise durch eine starre Kopplung, und in einem anderen Zustand diese Drehmomentübertragung im Wesentlichen unterbrechen. Dafür kann zwischen den zwei Elementen ein entsprechendes Schaltelement vorgesehen sein.
  • Wenn ein Drehmoment von einem Element zu einem anderen Element übertragbar ist, kann hierfür eine Betätigung eines Schaltelements notwendig sein, beispielsweise um eine mechanische Wirkverbindung herzustellen. Wenn ein Drehmoment von einem Element zu einem anderen Element übertragbar ist, kann dies jedoch auch in allen bestimmungsgemäßen Zuständen der Antriebsvorrichtung möglich sein, also beispielsweise unabhängig von jeweiligen Schaltzuständen jeweiliger Schaltelemente.
  • Eine Stirnradstufe kann beispielsweise einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein. Eine einstufige Stirnradstufe kann beispielsweise zwei miteinander kämmende Zahnräder aufweisen. Eine zweistufige Stirnradstufe kann beispielsweise drei miteinander jeweils paarweise kämmende Zahnräder aufweisen.
  • Ein Schaltelement kann beispielsweise reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Ein Beispiel für ein reibschlüssiges Schaltelement ist eine Lamellenkupplung. Ein Beispiel für ein formschlüssiges Schaltelement ist eine Klauenkupplung. Ein Schaltelement kann beispielsweise durch Betätigung geschlossen werden.
  • Beispielsweise kann ein Schaltelement mit einem Öldruck betätigt werden, um die Drehmomentübertragung zwischen zwei Elementen zu ermöglichen. Ein Schaltelement kann dazu ausgebildet sein, in einem Zustand eine mechanische Wirkverbindung zwischen zwei Elementen zu trennen. Ein Schaltelement kann auch als Doppelschaltelement ausgebildet sein, welches ein erstes Element wahlweise mit einem zweiten oder dritten Element verbindet. Optional kann ein Doppelschaltelement eine Neutralstellung aufweisen. Die Antriebsvorrichtung kann eine Steuervorrichtung zum Steuern der Schaltelemente und damit Schalten jeweiliger Betriebsmodi aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine Zapfzwischenwelle und eine erste Stirnradstufe aufweist. Die Zapfzwischenwelle kann mit der ersten Zapfwelle mittels eines ersten Zapfschaltelements mechanisch wirkverbindbar sein. Beispielsweise kann die Zapfzwischenwelle mit der ersten Zapfwelle mittels des ersten Zapfschaltelements drehfest verbindbar sein. Die Zapfzwischenwelle kann mit der zweiten Zapfwelle mittels eines zweiten Zapfschaltelements mechanisch wirkverbindbar sein. Beispielsweise kann die Zapfzwischenwelle mit der zweiten Zapfwelle mittels des zweiten Zapfschaltelements drehfest verbindbar sein. Die zweite Motorwelle kann mit der Zapfzwischenwelle mittels der ersten Stirnradstufe mechanisch wirkverbunden sein. So ist nur eine Ausgangswelle und alternativ oder zusätzlich eine Leistungsschnittstelle bei der zweiten Elektromaschine notwendig, um beide Zapfwellen selektiv antreiben zu können. Es kann sich eine einfache und bauraumsparende Konstruktion ergeben. Die Bezeichnung Zapfschaltelement dient der Funktionszuordnung. Zapfschaltelemente können wie andere Schaltelemente ausgebildet sein. Beispielsweise sind die beiden Zapfschaltelemente reibschlüssig ausgebildet, um ein Anfahren und alternativ oder zusätzlich ein Zuschalten einer der beiden Zapfwelle, wenn bereits die andere Zapfwelle über die Zapfzwischenwelle angetrieben wird, zu ermöglichen.
  • Die Antriebsvorrichtung kann einen Verbrennungsmotor mit einer Verbrennermotorwelle aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, eine Verbrennerantriebsleistung an der Verbrennermotorwelle bereitzustellen. Der Verbrennungsmotor kann beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet sein. Die Verbrennermotorwelle kann beispielsweise mittels eines Verbrennerschaltelements mit der Zapfzwischenwelle mechanisch wirkverbindbar sein. Beispielsweis kann die Verbrennermotorwelle mittels des Verbrennerschaltelements mit der Zapfzwischenwelle drehfest verbindbar sein. Die Bezeichnung Verbrennerschaltelement dient der Funktionszuordnung. Das Verbrennerschaltelement kann wie andere Schaltelemente ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Verbrennerschaltelement reibschlüssig ausgebildet. Beispielsweise kann die erste Zapfwelle über die Verbrennermotorwelle, das Verbrennerschaltelement und das erste Zapfschaltelement mit der Zapfzwischenwelle mechanisch wirkverbindbar sein. Beispielsweise kann die erste Zapfwelle mit der Verbrennermotorwelle mittels des ersten Zapfschaltelements drehfest verbindbar sein. So kann der Verbrennungsmotor eine oder beide Zapfwellen alleine oder mit der zweiten Elektromaschine antreiben. Insgesamt kann so eine besonders hohe Zapfleistung möglich sein. Der Verbrennungsmotor kann aber beispielsweise auch nicht angetrieben werden und dennoch die erste Zapfwelle von der zweiten Elektromaschine über die Verbrennermotorwelle angetrieben werden. Der Verbrennungsmotor kann beispielsweise auch die zweite Elektromaschine antreiben, um Strom für einen Energiespeicher oder die erste Elektromaschine zu erzeugen. Die zweite Elektromaschine fungiert dann als Generator. Die Verbrennermotorwelle kann sich beispielsweise durch den Verbrennungsmotor hindurch erstrecken, sodass ein Anschluss von weiteren Elementen an beiden axialen Enden möglich ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine zweite Fahrabtriebswelle aufweist. Die zweite Fahrabtriebswelle kann beispielsweise mit einer Vorderachse der Arbeitsmaschine mechanisch wirkverbunden sein. Die Antriebsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Antriebsleistung von der ersten Motorwelle auf die zweite Fahrabtriebswelle zu übertragen. Durch die zweite Fahrabtriebswelle kann die Antriebsvorrichtung einen Allradantrieb bereitstellen.
  • Die Antriebsvorrichtung kann für eine Drehmomentübertragung von der ersten Fahrabtriebswelle an die zweite Fahrabtriebswelle ausgebildet sein. So kann einfach ein ungeregelter Allradantrieb bereitgestellt werden. Zudem kann so die Antriebsleistung an beide Fahrabtriebswellen einfach über das Fahrgetriebe übertragen werden. Die zweite Fahrabtriebswelle kann mit der ersten Fahrabtriebswelle mechanisch wirkverbunden sein. Die zweite Fahrabtriebswelle kann aber auch mit der ersten Fahrabtriebswelle mechanisch wirkverbindbar sein. Die Antriebsvorrichtung kann beispielsweise eine Allradstirnradstufe und ein Allradschaltelement aufweisen, wobei die erste Fahrabtriebswelle mit der zweiten Fahrabtriebswelle über die Allradstirnradstufe mittels des Allradschaltelements mechanisch wirkverbindbar ist. Die Bezeichnung Allradschaltelement und Allradstirnradstufe dient der Funktionszuordnung. Das Allradschaltelement kann wie andere Schaltelemente ausgebildet sein und die Allradstirnradstufe kann wie andere Stirnradstufen ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Allradschaltelement reibschlüssig ausgebildet und die Allradstirnradstufe einstufig.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine Allradstirnradstufe, ein Allradschaltelement, ein Zusatzleistungsschaltelement und eine dritte Elektromaschine mit einer dritten Motorwelle, welche dazu ausgebildet ist, eine dritte Antriebsleistung an der dritten Motorwelle bereitzustellen, aufweist. Die dritte Motorwelle kann mit der zweiten Fahrabtriebswelle mittels des Zusatzleistungsschaltelements mechanisch wirkverbindbar sein. Die erste Fahrabtriebswelle kann mit der zweiten Fahrabtriebswelle über die Allradstirnradstufe mittels des Allradschaltelements mechanisch wirkverbindbar sein. Dadurch kann die dritte Elektromaschine die erste Elektromaschine beim Fahrantrieb bei aktiviertem Allradantrieb unterstützen. Beim Fahren mit Allradantrieb kann die Fahreffizienz geringer sein, so dass eine größere Leistung erforderlich sein kann. Die dritte Elektromaschine kann diese dann bereitstellen, ohne dass die erste Elektromaschine entsprechend für nur selten auftretende Spitzenlasten beim Fahren mit Allradantrieb ausgelegt sein muss. Zudem kann durch die Aufteilung der Leistung auf die erste Elektromaschine und die dritte Elektromaschine ein zur Verfügung stehender Bauraum beispielsweise effizient und alternativ oder zusätzlich sehr flexibel genutzt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung ein Summiergetriebe, eine Bremse und eine dritte Elektromaschine mit einer dritten Motorwelle, welche dazu ausgebildet ist, eine dritte Antriebsleistung an der dritten Motorwelle bereitzustellen, aufweist. Ein Summiergetriebe kann beispielsweise mehrere Eingangswellen aufweisen und eine Ausgangswelle, an welcher eine an den Eingangswellen zugeführte Antriebsleistung gemeinsam bereitgestellt wird. Das Summiergetriebe kann beispielsweise als Planetenradsatz ausgebildet sein. Eine Bremse kann ein Schaltelement sein, mittels welchem ein drehbares Element an einem stationären Bauteil festsetzbar ist. Die Bremse kann beispielsweise als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Der Planetenradsatz des Summiergetriebes kann ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad aufweisen. An dem Planetenträger des Summiergetriebes können ein oder mehrere Planetenräder drehbar gelagert sein. Der Planetenradsatz des Summiergetriebes ist beispielsweise als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Ein Drehmoment kann von der dritten Motorwelle an eine erste Eingangswelle des Summiergetriebes übertragbar sein. Die erste Eingangswelle des Summiergetriebes kann beispielsweise als Sonnenrad ausgebildet sein. Die erste Fahrabtriebswelle kann mit einer zweiten Eingangswelle des Summiergetriebes mechanisch wirkverbunden sein. Entsprechend kann die zweite Eingangswelle des Summiergetriebes über das Fahrgetriebe und die erste Fahrabtriebswelle mit der ersten Motorwelle mechanisch wirkverbindbar sein. Die zweite Eingangswelle des Summiergetriebes kann beispielsweise als Hohlrad ausgebildet sein. Eine Ausgangswelle des Summiergetriebes kann mit der zweiten Fahrabtriebswelle permanent drehfest verbunden sein. Die Ausgangswelle des Summiergetriebes kann beispielsweise als Planetenträger ausgebildet sein. Mittels der dritten Elektromaschine kann so eine Übersetzung des Summiergetriebes verändert werden. Es ergibt sich ein regelbarer Allradantrieb, optional auch in leistungsverzweigter Ausführung. Die erste Eingangswelle des Summiergetriebes kann mittels der Bremse festsetzbar sein. Dadurch kann ein starrer Allradantrieb geschaltet werden, welcher besonders effizient sein kann. Bei der Nutzung des starren Allradantriebs kann die dritte Elektromaschine beispielsweise deaktiviert sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung ein Motorkoppelschaltelement aufweist. Die Bezeichnung Motorkoppelschaltelement dient der Funktionszuordnung.
  • Motorkoppelschaltelemente können wie andere Schaltelemente ausgebildet sein. Beispielsweise sind jeweilige Motorkoppelschaltelemente reibschlüssig ausgebildet. Die erste Motorwelle kann mit der zweiten Motorwelle mittels des Motorkoppelschaltelements mechanisch wirkverbindbar sein, beispielsweise über eine Stirnradstufe. Die Wirkverbindung kann dabei auch wenigstens teilweise über eine Stirnradstufe erfolgen, über welcher die erste Motorwelle mit der ersten Fahrabtriebswelle mechanisch wirkverbindbar ist. Das Motorkoppelschaltelement kann beispielsweise an der Zapfzwischenwelle koaxial angeordnet sein, wobei die erste Motorwelle mit der Zapfzwischenwelle mittels des Motorkoppelschaltelements mechanisch wirkverbindbar ist. Durch das Motorkoppelschaltelement kann die erste Elektromaschine die zweite Elektromaschine beim Antreiben der Zapfwellen unterstützen. Durch das Motorkoppelschaltelement kann die zweite Elektromaschine die erste Elektromaschine beim Antreiben der Fahrantriebswellen unterstützen. Es ergeben sich neue Betriebsmodi. Zudem können jeweilige Elektromaschinen kleiner dimensioniert werden, da üblicherweise bei maximaler Zapflast nur mit geringen Geschwindigkeiten gefahren wird oder die Arbeitsmaschine auf der Stelle steht. Ebenso wird üblicherweise bei maximaler Fahrgeschwindigkeit keine oder nur eine geringe Zapflast benötigt. Zudem kann so auch eine Wegzapfwellenfunktion bereitgestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die erste Motorwelle mit der zweiten Motorwelle mittels des Motorkoppelschaltelements über die erste Fahrstirnradstufe mechanisch wirkverbindbar ist. So kann beispielsweise auf eine zusätzliche Stirnradstufe oder zumindest auf zusätzliche Zahnräder verzichtet werden, um die erste Motorwelle mit der zweiten Motorwelle koppeln zu können. Stattdessen kann ein mechanische Wirkverbindung zwischen der ersten Motorwelle und der zweiten Motorwelle die erste Fahrstirnradstufe mitnutzen. Dabei ist keine Betätigung der Fahrschaltelemente des Fahrgetriebes erforderlich. Alternativ oder zusätzlich kann die Antriebsvorrichtung so axial sehr kompakt sein. Das Motorkoppelschaltelement kann beispielsweise koaxial mit der Zapfzwischenwelle angeordnet sein. Es kann sich eine sehr kompakte Bauweise ergeben.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung ein erstes Motorkoppelschaltelement und ein zweites Motorkoppelschaltelement aufweist. Die erste Motorwelle kann mit der zweiten Motorwelle mittels des ersten Motorkoppelschaltelements mechanisch wirkverbindbar sein. Die erste Motorwelle kann mit der dritten Motorwelle mittels des zweiten Motorkoppelschaltelements mechanisch wirkverbindbar sein. Das erste Motorkoppelschaltelement kann von seiner Funktion also dem bei der vorherigen Ausführungsform beschriebenen Motorkoppelschaltelement entsprechen. Die erste Motorwelle kann mit der zweiten Motorwelle mittels des ersten Motorkoppelschaltelements auch über die erste Fahrstirnradstufe mechanisch wirkverbindbar sein, wie bereits oben bei der vorherigen Ausführungsform beschrieben. Durch die beiden Motorkoppelschaltelemente können die erste Elektromaschine und die dritte Elektromaschine die zweite Elektromaschine beim Antreiben der Zapfwellen unterstützen. Daneben kann die dritte Elektromaschine auch die erste Elektromaschine beim Antreiben der Fahrabtriebswellen unterstützen. Durch die beiden Motorkoppelschaltelemente kann die zweite Elektromaschine auch die erste Elektromaschine beim Antreiben der Fahrantriebswellen unterstützen. Es ergeben sich neue Betriebsmodi und eine Wegzapfwellenfunktion.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung, eine Systemhydraulikversorgungsvorrichtung und eine Hilfselektromaschine mit einer Hilfsmotorwelle aufweist. Eine Hilfselektromaschine kann als eine normale Elektromaschine ausgebildet sein. Die Hilfselektromaschine kann beispielsweise im Vergleich zu der ersten Elektromaschine und der zweiten Elektromaschine sowie optional auch anderen hier beschriebenen Elektromaschinen wesentlich weniger leistungsfähig sein. Die Hilfsmotorwelle kann eine normale Motorwelle sein, welche lediglich zur Zuordnung so bezeichnet wurde. Die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Arbeitshydraulik mit Druck zu versorgen. Mit der Arbeitshydraulik können beispielsweise jeweilige Werkzeuge der Arbeitsmaschine, wie eine Schaufel, betätigt werden. Eine Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung kann beispielsweise eine Konstantpumpe und eine Verstellpumpe aufweisen, welche gemeinsam durch eine Welle angetrieben werden. Eine Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung kann aber beispielsweise auch nur eine Verstellpumpe aufweisen. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, jeweilige Steuerhydrauliken mit Druck zu versorgen. Beispielsweise kann die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung einen Getriebeöldruck und einen Druck zum Betätigen jeweiliger Schaltelemente der Antriebsvorrichtung bereitstellen. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung kann beispielsweise eine Konstantpumpe für den Getriebeöldruck und eine Konstantpumpe für den Schaltelementebetätigungsdruck aufweisen, welche gemeinsam durch eine Welle angetrieben werden. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung kann auch nur eine Konstantpumpe aufweisen. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung und die Arbeitshydraulikvorrichtung können separate Vorrichtungen sein. Jeweilige damit versorgte Ölkreisläufe können fluidisch zumindest in einem Druckbereich getrennt sein. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung kann beispielsweise mittels einer Stirnradstufe über die Zapfzwischenwelle mit der zweiten Motorwelle mechanisch wirkverbunden sein.
  • Beispielsweise wird die Hilfselektromaschine beim Betrieb der Arbeitsmaschine immer mit einer vorbestimmten Mindestdrehzahl betrieben, um eine Betätigung jeweiliger Schaltelemente zu ermöglichen. Die zweite Elektromaschine kann deshalb im Betrieb der Arbeitsmaschine in bestimmten Betriebszuständen stillstehen, was effizient sein kann. Zudem kann ein Modul aus Hilfselektromaschine und Systemhydraulikversorgungsvorrichtung eine flexible Bauraumausnutzung unabhängig von sonstigen Komponenten der Antriebsvorrichtung ermöglichen. Zudem kann die zweite Elektromaschine weniger leistungsfähig dimensioniert werden. Die Hilfselektromaschine und die zweite Elektromaschine können so besonders effizient betrieben werden, beispielsweise während üblicher Arbeitszyklen der Arbeitsmaschine seltener in ineffizienten Betriebspunkten. Die Hilfsmotorwelle kann permanent drehfest mit einer Eingangswelle der Systemhydraulikversorgungsvorrichtung verbunden sein. So kann ein so gebildetes Modul frei von Schaltelementen und Stirnradstufen sein. Sofern die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung dagegen von der zweiten Elektromaschine angetrieben wird, kann beispielsweise die zweite Elektromaschine beim Betrieb der Arbeitsmaschine immer mit einer vorbestimmten Mindestdrehzahl betrieben werden, um eine Betätigung jeweiliger Schaltelemente zu ermöglichen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung und eine Systemhydraulikversorgungsvorrichtung aufweist. Die zweite Motorwelle kann mit der Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung und mit der Systemhydraulikversorgungsvorrichtung mechanisch wirkverbunden sein. So kann auf eine Hilfselektromaschine verzichtet werden. Die Antriebsvorrichtung kann so beispielsweise besonders kompakt sein und wenige Elektromaschinen benötigen. Bei dieser Ausgestaltung kann die zweite Elektromaschine im Betrieb der Arbeitsmaschine beispielsweise immer mit einer Mindestdrehzahl laufen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine zweite Stirnradstufe aufweist. Die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung kann mit einer Welle der ersten Stirnradstufe permanent drehfest verbunden sein. Die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung kann im Drehmomentfluss von der zweiten Antriebsleistung vor der Zapfzwischenwelle angeordnet sein. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung kann über die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe mit der zweiten Motorwelle mechanisch wirkverbunden sein. Es können sich besonders effiziente Drehzahlverhältnisse ergeben, obwohl die zweite Elektromaschine sowohl die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung als auch die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung antreibt. Die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe können ein gemeinsames Zahnrad aufweisen, welches beispielsweise permanent drehfest mit der Zapfzwischenwelle verbunden ist. So kann die Antriebsvorrichtung besonders wenige Zahnräder aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass das erste Fahrschaltelement als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist. So kann über das erste Fahrschaltelement einfach angefahren werden. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Fahrschaltelement als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Das dritte Fahrschaltelement kann als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Das vierte Fahrschaltelement kann als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. So kann das zweite Fahrschaltelement das dritte und vierte Schaltelement von der ersten Elektromaschine entkoppeln, um ein lastfreies Schalten zu ermöglichen. Formschlüssige Schaltelement sind kompakt und kostengünstig. Zudem sind formschlüssige Schaltelement effizient. So kann bei hohen Übersetzungsstufen mit einem hohen Wirkungsgrad gefahren werden und trotzdem bedarfsgerecht zwischen einem zweiten und dritten Gang gewechselt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass das dritte Fahrschaltelement und das vierte Fahrschaltelement gemeinsam als ein Doppelschaltelement ausgebildet sind. Dadurch können das dritte Fahrschaltelement und das vierte Fahrschaltelement wenig Bauraum benötigen und zudem einfach angesteuert werden. Beispielsweise können das dritte Fahrschaltelement und das vierte Fahrschaltelement als Doppelsynchronisierung ausgebildet sein. Das Doppelschaltelement kann eine Neutralstellung aufweisen. Dadurch können die zweite Fahrstirnradstufe und die dritte Fahrstirnradstufe gleichzeitig von der Ausgangswelle des Fahrgetriebes entkoppelt werden, wodurch Schleppverluste in Gängen ohne Beteiligung dieser Fahrstirnradstufen und im Leerlauf besonders gering sein können. Alternativ kann das Doppelschaltelement keine Neutralstellung aufweisen. Dadurch kann das durch das dritte Fahrschaltelement und das vierte Fahrschaltelement gebildete Doppelschaltelement besonders einfach und kompakt sein. Trotzdem kann das Fahrgetriebe einen Leerlauf bereitstellen, indem das erste Fahrschaltelement und das zweite Fahrschaltelement geöffnet sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass das erste Drehelement des Fahrplanetenradsatzes als Sonnenrad ausgebildet ist. Das zweite Drehelement des Fahrplanetenradsatzes kann als Planetenträger ausgebildet sein. Das dritte Drehelement des Fahrplanetenradsatzes kann als Hohlrad ausgebildet sein. Es ergibt sich eine besonders günstige Übersetzung, welche eine hohe maximale Fahrgeschwindigkeit bei geringem Bauraumbedarf erlauben kann. Eine solche Gestaltung ist zudem konstruktiv einfach. Beispielsweise kann das Hohlrad konstruktiv besonders einfach festgesetzt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist es vorgesehen, dass das erste Fahrschaltelement koaxial mit der zweiten Fahrabtriebswelle angeordnet ist. Dadurch können Schleppverluste gering sein, indem beispielsweise die erste Fahrstirnradstufe von der ersten Fahrabtriebswelle abgekoppelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist das dritte Fahrschaltelement koaxial mit der zweiten Fahrabtriebswelle angeordnet ist und das vierte Fahrschaltelement koaxial mit der zweiten Fahrabtriebswelle. So können Schleppverluste ebenfalls gering sein, indem beispielsweise die zweite Fahrstirnradstufe und die dritte Fahrstirnradstufe von der ersten Fahrabtriebswelle abgekoppelt werden kann. Das zweite Fahrschaltelement kann beispielsweise koaxial mit der Eingangswelle des Fahrgetriebes angeordnet sein. Dadurch kann das Fahrgetriebe besonders kompakt sein.
  • Ein zweiter Aspekt betrifft eine Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine weist eine Antriebsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt auf. Jeweilige Vorteile und weitere Merkmale sind der Beschreibung des ersten Aspekts zu entnehmen, wobei Ausgestaltungen des ersten Aspekts auch Ausgestaltungen des zweiten Aspekts und umgekehrt bilden.
  • Die Arbeitsmaschine weist eine Antriebsachse und in einer weiteren Ausführungsform zusätzlich noch eine weitere Antriebsachse auf. Ein Drehmoment kann von der ersten Fahrabtriebswelle an die erste Antriebsachse übertragbar sein. Ein Drehmoment kann von der zweiten Fahrabtriebswelle, sofern vorhanden, an die weitere Antriebsachse übertragbar sein. Die Antriebsachse ist beispielsweise als Hinterachse der Arbeitsmaschine ausgebildet. Die weitere Antriebsachse ist beispielsweise als Vorderachse der Arbeitsmaschine ausgebildet. An jeder Antriebsachse sind beispielsweise an gegenüberliegenden Enden Räder angeordnet. Jede Antriebsachse kann ein Achsdifferential aufweisen und alternativ oder zusätzlich ein Radgetriebe pro Rad aufweisen. Die Arbeitsmaschine kann eine Fahrbremse aufweisen, welche beispielsweise an der Hinterachse angeordnet ist. Die Arbeitsmaschine kann auch für jede Antriebsachse eine Fahrbremse aufweisen.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
    • 1 veranschaulicht schematisch eine erste Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine mit zwei Elektromaschinen.
    • 2 veranschaulicht schematisch eine zweite Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, welche zusätzlich einen Verbrennungsmotor aufweist.
    • 3 veranschaulicht schematisch eine dritte Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, bei welcher die Elektromaschinen im Vergleich zur ersten Ausführungsform anders angebunden sind.
    • 4 veranschaulicht schematisch eine vierte Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, bei welcher eine Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung und eine Systemhydraulikversorgungsvorrichtung im Vergleich zur ersten Ausführungsform anders angebunden sind.
    • 5 veranschaulicht schematisch eine fünfte Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, bei welcher eine erste Motorwelle und eine zweiten Motorwelle miteinander mechanisch wirkverbindbar sind.
    • 6 veranschaulicht schematisch eine sechste Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, welche eine Hilfselektromaschine aufweist, mittels welcher die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung antreibbar ist.
    • 7 veranschaulicht schematisch eine siebte Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, welche eine dritte Elektromaschine aufweist, mittels welcher zusätzlich eine zweite Fahrabtriebswelle antreibbar ist.
    • 8 veranschaulicht schematisch eine achte Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, bei welcher im Vergleich zur siebten Ausführungsform die Motorwellen anders wirkverbindbar sind.
    • 9 veranschaulicht schematisch eine neunte Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, welche eine dritte Elektromaschine und ein Summiergetriebe aufweist, um einen regelbaren Allradantrieb in leistungsverzweigter Ausführung bereitzustellen.
    • 10 veranschaulicht schematisch eine zehnte Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, bei welcher im Vergleich zur neunte Ausführungsform die dritte Motorwelle mit der ersten Motorwelle mechanisch wirkverbindbar ist.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 veranschaulicht schematisch eine Antriebsvorrichtung 10 einer Arbeitsmaschine. Die Antriebsvorrichtung 10 weist eine erste Elektromaschine EM1 mit einer ersten Motorwelle 12 auf, welche dazu ausgebildet ist, eine erste Antriebsleistung an der ersten Motorwelle 12 bereitzustellen. Die Antriebsvorrichtung 10 weist eine zweite Elektromaschine EM2 mit einer zweiten Motorwelle 14 auf, welche dazu ausgebildet ist, eine zweite Antriebsleistung an der zweiten Motorwelle 14 bereitzustellen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der ersten Ausführungsform sind die beiden Elektromaschinen EM1, EM2 für eine gleiche Drehzahl ausgebildet und weisen die im Wesentlichen gleiche Leistung auf. Die Antriebsvorrichtung weist eine erste Fahrabtriebswelle 16 und eine zweite Fahrabtriebswelle 18 auf. Die erste Fahrabtriebswelle 16 ist mit einer Hinterachse 20 mechanisch wirkverbunden. Die Hinterachse 20 weist ein Achsdifferential 22, beidseitig eine Fahrbremse 24, beidseitig ein Radgetriebe 26 und beidseitig ein Rad 28 auf. Über die erste Fahrabtriebswelle 16 ist die Hinterachse 20 für ein Fahren mit der Arbeitsmaschine antreibbar. Die zweite Fahrabtriebswelle 18 ist mit einer nicht dargestellten Vorderachse mechanisch wirkverbunden. Die zweite Fahrabtriebswelle 18 ist über eine Allradstirnradstufe 30 mittels eines Allradschaltelements AS mit der ersten Fahrabtriebswelle 16 mechanisch wirkverbindbar. So kann ein starrer Allradantrieb zugeschaltet werden, um die Arbeitsmaschine für das Fahren mit der Hinterachse 20 und der Vorderachse zusammen anzutreiben.
  • Die erste Motorwelle 12 ist mittels eines Fahrgetriebes 32 mit der ersten Fahrabtriebswelle 16 mechanisch wirkverbindbar. Das Fahrgetriebe 32 weist eine Eingangswelle 34, eine Ausgangswelle 36, eine erste Fahrstirnradstufe FST1, eine zweite Fahrstirnradstufe FST2, einen Fahrplanetenradsatz FP, ein erstes Fahrschaltelement FS1, ein zweites Fahrschaltelement FS2, ein drittes Fahrschaltelement FS3 und ein viertes Fahrschaltelement FS4 auf. Das erste Fahrschaltelement FS1 und das zweite Fahrschaltelement FS2 sind reibschlüssig ausgebildet. Das erste Fahrschaltelement FS1 ist koaxial mit der ersten Fahrabtriebswelle 16 angeordnet. Das zweite Fahrschaltelement FS2 ist koaxial mit der Eingangswelle 34 des Fahrgetriebes 32 angeordnet. Das dritte Fahrschaltelement FS3 und das vierte Fahrschaltelement FS4 sind als gemeinsames Doppelschaltelement in Form einer Doppelsynchronisierung ausgebildet. Die Doppelsynchronisierung ist koaxial mit der Ausgangswelle 36 des Fahrgetriebes 32 angeordnet. Der Fahrplanetenradsatz FP weist ein Sonnenrad 72 als erstes Drehelement, einen Planetenträger 74 als zweites Drehelement und ein Hohlrad 76 als drittes Drehelement auf und ist als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. An dem Planetenträger 74 sind mehrere Planetenräder 78 drehbar gelagert, welche jeweils mit dem Sonnenrad 72 und dem Hohlrad 76 kämmen. Die Ausgangswelle 36 des Fahrgetriebes 32 ist mit der ersten Fahrabtriebswelle 16 permanent drehfest verbunden. Die Eingangswelle 34 des Fahrgetriebes 32 ist mit der ersten Motorwelle 12 mechanisch wirkverbunden ist, im Falle der ersten Ausführungsform durch eine permanent drehfeste Verbindung. Die Eingangswelle 34 des Fahrgetriebes 32 ist über die erste Fahrstirnradstufe FST1 mittels des ersten Fahrschaltelements FS1 mit der Ausgangswelle 36 mechanisch wirkverbindbar. Die Eingangswelle 34 des Fahrgetriebes 32 ist über die zweite Fahrstirnradstufe FST2 mittels des zweiten Fahrschaltelements FS2 mit dem Sonnenrad 72 des Fahrplanetenradsatzes FP mechanisch wirkverbindbar. Das Sonnenrad 72 des Fahrplanetenradsatzes FP ist mittels des dritten Fahrschaltelements FS3 mit der Ausgangswelle 36 des Fahrgetriebes 32 drehfest verbindbar. Stattdessen ist der Planetenträger 74 des Fahrplanetenradsatzes FP mittels des vierten Fahrschaltelements FS4 mit der Ausgangswelle 36 des Fahrgetriebes 32 drehfest verbindbar. Das Hohlrad 76 des Fahrplanetenradsatzes ist durch eine permanente drehfeste Verbindung mit einem stationären Bauteil der Antriebsvorrichtung 10 permanent festgesetzt. So können drei Übersetzungsstufen durch das Fahrgetriebe 32 mit hohem Wirkungsgrad bereitgestellt werden. Eine zweite und eine dritte Übersetzungsstufe kann an dem Doppelschaltelement durch Öffnen des zweiten Fahrschaltelements lastfrei gewechselt werden. Ein gleichzeitiges Schließen des dritten Fahrschaltelements FS3 und des vierten Fahrschaltelements FS4 ist nicht möglich.
  • So können drei Übersetzungsstufen durch das Fahrgetriebe 32 bereitgestellt werden. Bei der ersten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 können diese drei Übersetzungsstufen sehr frei ausgelegt werden.
  • Die Antriebsvorrichtung weist eine erste Zapfwelle 40 und eine zweite Zapfwelle 42 auf. Die erste Zapfwelle 40 ist als Frontzapfwelle ausgebildet. Die zweite Zapfwelle 42 ist als Heckzapfwelle ausgebildet. Mit der zweiten Zapfwelle 42 ist ein zweistufiges Zapfgetriebe 60 verbunden. Mit der ersten Zapfwelle 40 ist ein nicht gezeigtes weiteres Zapfgetriebe verbunden. Mit den beiden Zapfwellen 40, 42 können zwei Anbaugeräte mit Zapfleistung versorgt werden. Dazu ist die zweite Motorwelle 14 mit der ersten Zapfwelle 40 und mit der zweiten Zapfwelle 42 mechanisch wirkverbindbar. Die zweite Motorwelle 14 ist mittels einer ersten Stirnradstufe 44 mit einer Zapfzwischenwelle 46 mechanisch wirkverbunden. Die Zapfzwischenwelle 46 ist frontseitig mit der ersten Zapfwelle 40 mittels eines ersten Zapfschaltelements ZF1 drehfest verbindbar. Die Zapfzwischenwelle 46 ist heckseitig mit der zweiten Zapfwelle 42 mittels eines zweiten Zapfschaltelements ZF2 drehfest verbindbar.
  • Die Antriebsvorrichtung 10 weist eine Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung 48 und eine Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 auf. Die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung 48 weist eine Konstantpumpe 52 und eine Verstellpumpe 54 auf. Die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung 48 ist dazu ausgebildet, eine Arbeitshydraulik mit Druck zu versorgen, um ein Werkzeug hydraulisch betätigen zu können. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 weist zwei Konstantpumpen 56 auf.
  • Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 ist dazu ausgebildet, einen Systemdruck zum Betätigen der Schaltelemente der Antriebsvorrichtung 10 und zur Betätigung einer Lenkung bereitzustellen sowie einen Getriebeöldruck bereitzustellen. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 und die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung 48 sind gemeinsam mittels einer Stirnradstufe 58 über die Zapfzwischenwelle 46 und die erste Stirnradstufe 44 mit der zweiten Motorwelle 14 mechanisch wirkverbunden. Die zweite Elektromaschine EM2 läuft im Betrieb der Arbeitsmaschine bei der ersten Ausführungsform immer mit einer Mindestdrehzahl, um einen minimalen Systemdruck bereitzustellen.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Bei der zweiten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 ist zusätzlich ein Verbrennungsmotor 200 mit einer Verbrennermotorwelle 202, welche sich axial durch den Verbrennungsmotor 200 hindurch erstreckt, vorgesehen. Die Verbrennungsmotorwelle 202 ist mit der Zapfzwischenwelle 46 mittels eines Verbrennerschaltelements VS drehfest verbindbar. So ist die zweite Elektromaschine EM2 durch den Verbrennungsmotor 200 als Generator antreibbar. Die erste Zapfwelle 40 ist mittels des ersten Zapfschaltelements ZF1 mit der Verbrennungsmotorwelle 202 drehfest verbindbar. So kann die erste Zapfwelle 40 durch den Verbrennungsmotor 200 oder auch, bei geschlossenem Verbrennerschaltelement VS, weiterhin durch die zweite Elektromaschine EM2 angetrieben werden. Der Verbrennungsmotor 200 kann in weiteren Ausführungsformen, welche in den 3 bis 10 gezeigt sind, so ebenfalls vorgesehen sein.
  • 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Bei der dritten Ausführungsform ist die erste Motorwelle 12 mit der Eingangswelle 34 nicht permanent drehfest, sondern über eine einstufige Stirnradstufe 500 mechanisch wirkverbunden. Die erste Stirnradstufe 44, welche die zweite Motorwelle 14 mit der Zapfzwischenwelle 46 mechanisch wirkverbindet, ist in der dritten Ausführungsform zweistufig statt einstufig, wie bei der ersten Ausführungsform, ausgebildet.
  • Durch diese zusätzliche Übersetzung können im Vergleich zu der ersten Ausführungsform bei der dritten Ausführungsform die beiden Elektromaschinen EM1, EM2 für ein höheres Drehzahlniveau ausgebildet sein. Dadurch sind die beiden Elektromaschinen EM1, EM2 bei der fünften Ausführungsform radial kompakter. Die beiden Elektromaschinen EM1, EM2 sind bei der ersten Ausführungsform dagegen axial kürzer.
  • 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Bei der vierten Ausführungsform ist die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung 48 mit einer Welle 600 der zweistufig ausgebildeten ersten Stirnradstufe 44 permanent drehfest verbunden. Die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 ist über die erste Stirnradstufe 44 und eine zweite Stirnradstufe 602 mit der zweiten Motorwelle 14 mechanisch wirkverbunden. Die erste Stirnradstufe 44 und die zweite Stirnradstufe 602 weisen ein gemeinsames Zahnrad 604 auf, welches permanent drehfest mit der Zapfzwischenwelle 46 verbunden ist. Außerdem ist die Stirnradstufe 500, welche die erste Motorwelle 12 mit der Eingangswelle 34 des Fahrgetriebes 32 verbindet, bei der vierten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 mehrstufig ausgebildet.
  • Es ergibt sich eine stärkere radiale Verschachtelung, so dass die vierte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 axial sehr kurz baut. Dabei wird ein radialer Bauraum genutzt, der bei herkömmlichen Arbeitsmaschinen mit Verbrennungsmotor von einem Treibstofftank benötigt wird. Zudem ergeben sich bessere Drehzahlniveaus an der Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung 48 und der Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50. Entsprechend kann auf zwei unterschiedliche Übersetzungsstufen bei dem Zapfgetriebe 60 verzichtet werden. Das Zapfgetriebe 60 ist bei der vierten Ausführungsform deshalb als einfache Stirnradstufe ohne Schaltelement ausgebildet.
  • Die zweite Elektromaschine EM2 ist bei der vierten Ausführungsform für höhere Drehzahlen ausgelegt als die erste Elektromaschine EM1.
  • 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche ähnlich zu der vierten Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Bei der fünften Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 ist zusätzlich ein erstes Motorkoppelschaltelement MS1 vorgesehen. Die erste Motorwelle 12 ist mit der zweiten Motorwelle 14 mittels des ersten Motorkoppelschaltelements MS1 mechanisch wirkverbindbar. In der gezeigten Ausführungsform ist dabei die erste Fahrstirnradstufe FST1 über das erste Motorkoppelschaltelement MS1 mit der Zapfzwischenwelle 46 mechanisch wirkverbindbar. An der Zapfzwischenwelle ist dafür ein Zahnrad 702 gelagert, welches mit einem Zahnrad der ersten Fahrstirnradstufe FST1 kämmt. Dadurch kann eine zusätzliche vollständige und separate Stirnradstufe für die Wirkverbindbarkeit von der ersten Motorwelle 12 mit der zweiten Motorwelle 14 verzichtet werden. Das erste Motorkoppelschaltelement MS1 ist an der Zapfzwischenwelle 46 angeordnet und dazu ausgebildet, das Zahnrad 702 mit der Zapfzwischenwelle 46 schaltbar drehfest zu verbinden.
  • Entsprechend können sich die erste Elektromaschine 12 und die zweite Elektromaschine 14 gegenseitig beim Antreiben der beiden Zapfwellen 40, 42 und der beiden Fahrabtriebswellen 16, 18 unterstützen. So kann eine Gesamtsystemleistung geringer sein, da die Arbeitsmaschine üblicherweise keine maximale Zapfleistung und maximale Fahrleistung gleichzeitig zur Verfügung stellen muss. In dem gezeigten Beispiel ist die zweite Elektromaschine EM2 deshalb für eine geringere Maximalleistung als die erste Elektromaschine EM1 ausgebildet. Entsprechend ist die zweite Elektromaschine EM2 bei der fünften Ausführungsform besonders klein. Zudem wird so eine Wegzapfwellenfunktion bereitgestellt.
  • 6 zeigt eine sechste Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche ähnlich zu der fünften Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Bei der sechsten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 ist die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 nicht durch die zweite Elektromaschine EM2 angetrieben. Entsprechend entfällt auch die zweite Stirnradstufe 602. Stattdessen weist die sechste Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 eine Hilfselektromaschine HM mit einer Hilfsmotorwelle 900 auf. Die Hilfsmotorwelle 900 ist mit der Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 mechanisch wirkverbunden, in dem gezeigten Beispiel indem die Hilfsmotorwelle 900 permanent drehfest mit der Antriebswelle der Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 verbunden ist. Dadurch kann die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung 50 unabhängig angeordnet und angetrieben werden. Dies verbessert die Flexibilität bei der Bauraumnutzung. Zudem kann die zweite Elektromaschine EM2 so abgeschaltet werden, wenn keine Zapfleistung oder Unterstützung des Fahrantriebs durch die zweite Elektromaschine EM2 benötigt wird. Die Hilfselektromaschine HM wird statt der zweiten Elektromaschine EM2 im Betrieb der Arbeitsmaschine mit einer Mindestdrehzahl betrieben. So kann die zweite Elektromaschine EM2 häufiger in einem effizienten Betriebspunkt betrieben werden. Eine Maximalleistung der Hilfselektromaschine HM ist wesentlich geringer als jeweils die der beiden Elektromaschinen EM1, EM2.
  • 7 zeigt eine siebte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche ähnlich zu der fünften Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Die siebten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 weist zusätzliche eine dritte Elektromaschine EM3 mit einer dritten Motorwelle 1000 auf. Die dritte Elektromaschine EM3 ist dazu ausgebildet, eine dritte Antriebsleistung an der dritten Motorwelle bereitzustellen. Die dritte Motorwelle 1000 ist über eine hier mehrstufig ausgebildete Stirnradstufe 1002 mittels eines Zusatzleistungsschaltelements ZL mit der zweiten Fahrabtriebswelle 18 mechanisch wirkverbindbar. Die dritte Elektromaschine EM3 ist für eine geringere Leistung ausgelegt als die erste Elektromaschine EM1.
  • Bei der siebten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 kann zusätzlich zu einer starren Allradfunktion eine regelbare Allradfunktion bereitgestellt werden. Bei betätigtem Allradschaltelement AS werden die beiden Antriebsachsen mit festem Drehzahlverhältnis angetrieben. Durch Betätigen des Zusatzleistungsschaltelements ZL und bei geschlossenem Allradschaltelement AS kann die dritte Elektromaschine EM3 die erste Elektromaschine EM1 beim Antreiben sowohl der beiden Zapfwellen 40, 42 als auch der beiden Fahrabtriebswellen 16, 18 unterstützen. Entsprechend kann die erste Elektromaschine in dieser Ausführungsform für eine geringere Leistung ausgelegt sein, wodurch Bauraum und Kosten gespart werden können. Bei unbetätigem Allradschaltelement AS aber betätigtem Zusatzleistungsschaltelement ZL kann die dritte Elektromaschine EM3 die zweite Fahrabtriebswelle 18 unabhängig von der ersten Fahrabtriebswelle 16 antreiben. So kann ein Drehzahlverhältnis von der zweiten Fahrabtriebswelle 18 zu der ersten Fahrabtriebswelle 16 variiert werden für einen regelbaren Allradantrieb.
  • 8 zeigt eine achte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche ähnlich zu der siebten Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Bei der achten Ausführungsform ist die dritte Motorwelle 1000 mit der zweiten Motorwelle 14 mittels eines zweiten Motorkoppelschaltelements MS2 mechanisch wirkverbindbar. Dafür ist eine Stirnradstufe 1100 vorgesehen, welche ein mit der dritten Motorwelle 1000 permanent drehfest verbundenes Zahnrad der Stirnradstufe 1002 nutzt. Die erste Motorwelle 12 kann bei der achten Ausführungsform ebenfalls weiterhin mit der zweiten Motorwelle 14 mechanisch wirkverbunden werden. Sofern also das erste Motorkoppelschaltelement MS1 und das zweite Motorkoppelschaltelement MS2 betätigt sind, kann die Antriebsleistung von der ersten Elektromaschine EM1 und der zweiten Elektromaschine EM3 an die Zapfzwischenwelle 46 übertragen werden.
  • In der achten Ausführungsform sind die erste Elektromaschine EM1 und die dritte Elektromaschine EM3 so ausgelegt, dass nur zusammen eine maximale benötigte Fahrleistung bereitstellbar ist. Dadurch ist die Antriebsvorrichtung 10 der achten Ausführungsform kompakt und kostengünstig.
  • 9 zeigt eine neunte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche ähnlich zu der siebten Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Bei der neunten Ausführungsform sind die erste Elektromaschine EM1 und die dritte Elektromaschine EM3 so verbunden, dass die Antriebsvorrichtung 10 elektrisch leistungsverzweigt ist und einen variablen Allradantrieb bereitstellen kann. Das Zusatzleistungsschaltelement ZL entfällt. Zusätzlich ist ein Summiergetriebe 1200 vorgesehen, welches als Minus-Planetenradsatz mit einem Sonnenrad 1202 als erste Eingangswelle, einem Hohlrad 1204 als zweite Eingangswelle und einem Planetenträger 1206 als Ausgangswelle ausgebildet ist. An dem Planetenträger sind mehrere Planetenräder 1208 drehbar gelagert, welche jeweils mit dem Sonnenrad 1202 und dem Hohlrad 1204 kämmen.
  • Die dritte Motorwelle 1000 ist über die Stirnradstufe 1002 mit der Sonnenrad 1202 mechanisch wirkverbunden. Die erste Fahrabtriebswelle 16 ist über die Allradstirnradstufe 30 mit dem Hohlrad 1204 mechanisch wirkverbunden, sodass über das Fahrgetriebe 32 ein Drehmoment von der ersten Motorwelle 12 an die zweite Eingangswelle des Summiergetriebes 1200 übertragbar ist. Der Planetenträger 1206 ist permanent drehfest mit der zweiten Fahrabtriebswelle 18 verbunden. Mit der dritten Elektromaschine EM3 kann somit ein Übersetzungsverhältnis an dem Summiergetriebe 1204 variiert werden. Die dritte Elektromaschine EM3 ist für geringe Lasten ausgelegt, da damit im Wesentlichen nur das Übersetzungsverhältnis variiert wird.
  • Das Sonnenrad 1202 des Summiergetriebes 1200 ist mittels einer zusätzlichen Bremse 1210 festsetzbar. Dadurch kann ein starrer Allradantrieb bereitgestellt werden, welcher ein effizientes Fahren ohne Stützen durch die dritte Elektromaschine EM3 erlaubt.
  • 10 zeigt eine zehnte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10, welche im Wesentlichen eine Kombination der achten Ausführungsform mit der neunten Ausführungsform ist. Es werden entsprechend nur Unterschiede beschrieben.
  • Bei der zehnten Ausführungsform sind ebenfalls das erste Motorkoppelschaltelement MS1 und das zweite Motorkoppelschaltelement MS2 vorgesehen, wie bei der achten Ausführungsform. Die dritte Motorwelle 1000 ist so mit der ersten Motorwelle 12 mittels des zweiten Motorkoppelschaltelements MS2 mechanisch wirkverbindbar. Die erste Motorwelle 12 ist so mit der zweiten Motorwelle 14 mittels des ersten Motorkoppelschaltelement MS1 mechanisch wirkverbindbar.
  • Zudem ist bei der zehnten Ausführungsform das Summiergetriebe 1200 vorgesehen, wie bei der neunten Ausführungsform. Die dritte Motorwelle 1000 ist über die Stirnradstufe 1002 mit dem Sonnenrad 1202 mechanisch wirkverbunden. Die erste Fahrabtriebswelle 16 ist wie in der neunten Ausführungsform über die Allradstirnradstufe 30 mit dem Hohlrad 1204 mechanisch wirkverbunden, sodass über das Fahrgetriebe 32 ein Drehmoment von der ersten Motorwelle 12 an die zweite Eingangswelle des Summiergetriebes 1200 übertragbar ist. Der Planetenträger 1206 ist permanent drehfest mit der zweiten Fahrabtriebswelle 18 verbunden.
  • Bezugszeichen
    • 10
    Antriebsvorrichtung
    12, 14, 1000
    Motorwellen
    16, 18
    Fahrabtriebswellen
    20
    Hinterachse
    22
    Achsdifferential
    24
    Fahrbremse
    26
    Radgetriebe
    28
    Rad
    30
    Allradstirnradstufe
    32
    Fahrgetriebe
    34
    Eingangswelle
    36
    Ausgangswelle
    40, 42
    Zapfwellen
    44, 58, 500, 602, 1002, 1100
    Stirnradstufe
    46
    Zapfzwischenwelle
    48
    Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung
    50
    Systemhydraulikversorgungsvorrichtung
    52, 56
    Konstantpumpe
    54
    Verstellpumpe
    60
    Zapfgetriebe
    72
    Sonnenrad des Fahrplanetenradsatzes
    74
    Planetenträger des Fahrplanetenradsatzes
    76
    Hohlrad des Fahrplanetenradsatzes
    78
    Planetenräder des Fahrplanetenradsatzes
    200
    Verbrennungsmotor
    202
    Verbrennermotorwelle
    600
    Welle
    604
    Zahnrad
    702
    Zahnrad
    900
    Hilfsmotorwelle
    1200
    Summiergetriebe
    1202
    Sonnenrad des Summiergetriebes
    1204
    Hohlrad des Summiergetriebes
    1206
    Planetenträger des Summiergetriebes
    1208
    Planetenräder des Summiergetriebes
    1210
    Bremse
    EM1-EM3
    Elektromaschinen
    HM
    Hilfselektromaschine
    AS
    Allradschaltelement
    FP
    Fahrplanetenradsatz
    FST1-FST2
    Fahrstirnradstufen
    FS1-FS4
    Fahrschaltelemente
    ZF1, ZF2
    Zapfschaltelemente
    VS
    Verbrennerschaltelement
    MS1, MS2
    Motorkoppelschaltelemente
    ZL
    Zusatzleistungsschaltelement

Claims (15)

  1. Antriebsvorrichtung (10) für eine Arbeitsmaschine, wobei die Antriebsvorrichtung (10) eine erste Elektromaschine (EM1) mit einer ersten Motorwelle (12), welche dazu ausgebildet ist, eine erste Antriebsleistung an der ersten Motorwelle (12) bereitzustellen, eine zweite Elektromaschine (EM2) mit einer zweiten Motorwelle (14), welche dazu ausgebildet ist, eine zweite Antriebsleistung an der zweiten Motorwelle (14) bereitzustellen, eine erste Fahrabtriebswelle (16), eine erste Zapfwelle (40) und eine zweite Zapfwelle (42) aufweist, wobei die erste Motorwelle (12) mit der ersten Fahrabtriebswelle (16) mittels eines Fahrgetriebes (32) mechanisch wirkverbindbar ist, und wobei die zweite Motorwelle (14) mit der ersten Zapfwelle (40) und mit der zweiten Zapfwelle (42) mechanisch wirkverbindbar ist, wobei das Fahrgetriebe (32) eine Eingangswelle (34), eine Ausgangswelle (36), eine erste Fahrstirnradstufe (FST1), eine zweite Fahrstirnradstufe (FST2), einen Fahrplanetenradsatz (FP), ein erstes Fahrschaltelement (FS1), ein zweites Fahrschaltelement (FS2), ein drittes Fahrschaltelement (FS3) und ein viertes Fahrschaltelement (FS4) aufweist, wobei die Ausgangswelle (36) des Fahrgetriebes (32) mit der ersten Fahrabtriebswelle (16) permanent drehfest verbunden ist, wobei die Eingangswelle (34) des Fahrgetriebes (32) mit der ersten Motorwelle (12) mechanisch wirkverbunden ist, wobei die Eingangswelle (34) des Fahrgetriebes (32) über die erste Fahrstirnradstufe (FST1) mittels des ersten Fahrschaltelements (FS1) mit der Ausgangswelle (36) mechanisch wirkverbindbar ist, wobei die Eingangswelle (34) des Fahrgetriebes (32) über die zweite Fahrstirnradstufe (FST2) mittels des zweiten Fahrschaltelements (FS2) mit einem ersten Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) mechanisch wirkverbindbar ist, wobei das erste Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) mittels des dritten Fahrschaltelements (FS3) mit der Ausgangswelle (36) des Fahrgetriebes (32) drehfest verbindbar ist, wobei ein zweites Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) mittels des vierten Fahrschaltelements (FS4) mit der Ausgangswelle (36) des Fahrgetriebes (32) drehfest verbindbar ist und wobei ein drittes Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) permanent festgesetzt ist.
  2. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) eine Zapfzwischenwelle (46) und eine erste Stirnradstufe (44) aufweist, wobei die zweite Motorwelle (14) mit der Zapfzwischenwelle (46) mittels der ersten Stirnradstufe (44) mechanisch wirkverbunden ist, wobei die Zapfzwischenwelle (46) mit der ersten Zapfwelle (40) mittels eines ersten Zapfschaltelements (ZF1) mechanisch wirkverbindbar ist und die Zapfzwischenwelle (46) mit der zweiten Zapfwelle (42) mittels eines zweiten Zapfschaltelements (ZF2) mechanisch wirkverbindbar ist.
  3. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) eine zweite Fahrabtriebswelle (18) aufweist, wobei ein Drehmoment von der ersten Fahrabtriebswelle (16) an die zweite Fahrabtriebswelle (18) übertragbar ist.
  4. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) eine Allradstirnradstufe (30), ein Allradschaltelement (AS), ein Zusatzleistungsschaltelement (ZL) und eine dritte Elektromaschine (EM3) mit einer dritten Motorwelle (1000), welche dazu ausgebildet ist, eine dritte Antriebsleistung an der dritten Motorwelle (1000) bereitzustellen, aufweist, wobei die dritte Motorwelle (1000) mit der zweiten Fahrabtriebswelle (18) mittels des Zusatzleistungsschaltelements (ZL) mechanisch wirkverbindbar ist und wobei die erste Fahrabtriebswelle (16) mit der zweiten Fahrabtriebswelle (18) über die Allradstirnradstufe (30) mittels des Allradschaltelements (AS) mechanisch wirkverbindbar ist.
  5. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) ein Summiergetriebe (1200), eine Bremse (1210) und eine dritte Elektromaschine (EM3) mit einer dritten Motorwelle (1000), welche dazu ausgebildet ist, eine dritte Antriebsleistung an der dritten Motorwelle (1000) bereitzustellen, aufweist, wobei von der dritten Motorwelle (1000) an eine erste Eingangswelle (1202) des Summiergetriebes (1200) ein Drehmoment übertragbar ist, wobei die erste Fahrabtriebswelle (16) mit einerzweiten Eingangswelle (1204) des Summiergetriebes (1200) mechanisch wirkverbunden ist, wobei eine Ausgangswelle (1206) des Summiergetriebes (1200) mit der zweiten Fahrabtriebswelle (18) permanent drehfest verbunden ist und wobei die erste Eingangswelle (1202) des Summiergetriebes (1200) mittels der Bremse (1210) festsetzbar ist.
  6. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) ein Motorkoppelschaltelement (MS1) aufweist, wobei die erste Motorwelle (12) mit der zweiten Motorwelle (14) mittels des Motorkoppelschaltelements (MS1) mechanisch wirkverbindbar ist.
  7. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Motorwelle (12) mit der zweiten Motorwelle (14) mittels des Motorkoppelschaltelements (MS1) über die erste Fahrstirnradstufe (FS1) mechanisch wirkverbindbar ist.
  8. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) ein erstes Motorkoppelschaltelement (MS1) und ein zweites Motorkoppelschaltelement (MS2) aufweist, wobei die erste Motorwelle (12) mit der zweiten Motorwelle (14) mittels des ersten Motorkoppelschaltelements (MS1) mechanisch wirkverbindbar ist und wobei die erste Motorwelle (12) mit der dritten Motorwelle (1000) mittels des zweiten Motorkoppelschaltelements (MS2) mechanisch wirkverbindbar ist.
  9. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) eine Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung (48), eine Systemhydraulikversorgungsvorrichtung (50) und eine Hilfselektromaschine (HM) mit einer Hilfsmotorwelle (900) aufweist, wobei die zweite Motorwelle (14) mit der Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung (48) mechanisch wirkverbunden ist und wobei die Hilfsmotorwelle (900) mit der Systemhydraulikversorgungsvorrichtung (50) mechanisch wirkverbunden ist.
  10. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) eine Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung (48) und eine Systemhydraulikversorgungsvorrichtung (50) aufweist, wobei die zweite Motorwelle (14) mit der Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung (48) und mit der Systemhydraulikversorgungsvorrichtung (50) mechanisch wirkverbunden ist.
  11. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) eine zweite Stirnradstufe (602) aufweist, wobei die Arbeitshydraulikversorgungsvorrichtung (48) mit einer Welle (600) der ersten Stirnradstufe (44) permanent drehfest verbunden ist und wobei die Systemhydraulikversorgungsvorrichtung (50) über die erste Stirnradstufe (44) und die zweite Stirnradstufe (602) mit der zweiten Motorwelle (14) mechanisch wirkverbunden ist, wobei die erste Stirnradstufe (44) und die zweite Stirnradstufe (602) ein gemeinsames Zahnrad (604) aufweisen.
  12. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrschaltelement (FS1) als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist, das zweite Fahrschaltelement (FS2) als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist, das dritte Fahrschaltelement (FS3) als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist und das vierte Fahrschaltelement (FS4) als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist.
  13. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Fahrschaltelement (FS3) und das vierte Fahrschaltelement (FS4) gemeinsam als ein Doppelschaltelement ausgebildet sind.
  14. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) als Sonnenrad (72) ausgebildet ist, das zweite Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) als Planetenträger (74) ausgebildet ist und das dritte Drehelement des Fahrplanetenradsatzes (FP) als Hohlrad (76) ausgebildet ist.
  15. Arbeitsmaschine mit einer Antriebsachse und einer Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Drehmoment von der ersten Fahrabtriebswelle (16) an die Antriebsachse übertragbar ist.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005044179A1 (de) 2005-09-15 2007-05-10 Deere & Company, Moline Antriebssystem für ein landwirtschaftliches oder industrielles Nutzfahrzeug
DE102016218361A1 (de) 2016-09-23 2018-03-29 Zf Friedrichshafen Ag Hybridisiertes Kraftfahrzeuggetriebe
DE102019214202A1 (de) 2019-09-18 2021-03-18 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung für eine Zugmaschine

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