DE3202880C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanlage zum Antrieb und zur Lenkung von Fahrzeugen durch Steuerung der Drehzahl der Antriebsräder gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Antriebsanlage ist aus der Schweizer Zeit­ schrift "Internationale Wehrrevue" 9/1980, Seite 1394, bekannt. Bei dieser Antriebsanlage befindet sich eine Nullwelle räum­ lich zwischen Lenksummierungsdifferentialgetrieben auf der einen Seite und einer Antriebsmaschine, einem Fahrantriebsgetriebe und einem Lenkantriebsgetriebe auf der anderen Seite. Antriebsmaschine und Fahran­ triebsgetriebe sind parallel nebeneinander angeordnet, das Lenkantriebsgetriebe befindet sich axial vor der Antriebsmaschine zwischen ihr und der Nullwelle.

Ferner ist aus der CH-PS 4 58 948 eine Antriebsanlage dieser Art bekannt, bei welcher das Fahrantriebs­ getriebe und das Lenkantriebsgetriebe achsparallel nebeneinander angeordnet sind. Dadurch ist seitlich kein Raum mehr für eine Antriebsmaschine, so daß die nicht dargestellte Antriebsmaschine nur auf der von den Abtriebswellen der Getriebe abgewandten Seite angeordnet werden kann, wie dies ansich auch üblich ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine extrem kurze Baulänge für eine Antriebsanlage der eingangs genannten Art mit senkrecht zur Antriebswelle liegenden Abtriebswellen unter Beibehaltung aller Funktionen moderner Antriebe zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Erfindung wird eine besonders kurze und gleichzeitig verhältnismäßig schmale Bauweise der gesamten Antriebsanlage erzielt. Die Länge der Antriebsanlage bestimmt die Länge des erforderlichen Einbauraumes und damit die Fahrzeuglänge oder die Größe des verbleibenden Nutzraumes und ist somit ein entscheidender Faktor bezüglich des Fahrzeuggewichts und der Herstellkosten.

Unter den hier verwendeten Begriffen "Fahrantriebsgetriebe" und "Lenkantriebsgetriebe" ist folgendes zu verstehen:

Das "Fahrantriebsgetriebe" bestimmt die Fahrzeuggeschwin­ digkeit und gegebenenfalls auch die Fahrtrichtung. Es kann ein Gangwechselgetriebe bekannter Bauart sein, beispielsweise ein hydromechanisches Lastschaltgetriebe, also ein unter Last schaltbares Getriebe mit hydro­ mechanischem Getriebeteil. Funktionsmäßig dient das Fahrantriebsgetriebe zur Drehzahl- und Drehmoment­ wandlung im Fahrantriebsstrang zwischen der Antriebs­ maschine und den beiden Abtriebswellen des Gesamtgetriebes.

Das Lenkantriebsgetriebe ist der zur Steuerung der Überlagerungslenkdrehzahl dienende Getriebeteil im Lenkantriebsstrang zwischen der Antriebsmaschine und Lenksummierungsdifferentialgetrieben. Das Lenkantriebs­ getriebe kann in bekannter Bauart, beispielsweise als stufenloser hydrostatischer Antrieb, als hydrostatisch- hydrodynamischer oder hydrostatisch-mechanischer Antrieb oder als rein mechanischer Mehrstufenwendeantrieb usw. ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung in Draufsicht einer Antriebsanlage,

Fig. 2 eine schematische Ansicht in Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer An­ triebsanlage,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Antriebsanlage von Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV gesehen,

Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht der Antriebs­ anlage nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V gesehen, die

Fig. 5 bis 8 schematische Darstellungen in Draufsicht von weiteren Ausführungsmöglich­ keiten der Antriebsanlage nach der Erfin­ dung.

In Fig. 1 ist schematisch als Antriebsmaschine ein Antriebsmotor 2 mit einer Kurbelwelle 1 dargestellt. An die Hauptabtriebsseite 15 des Antriebsmotors 2 ist das Gehäuse 16 einer Ge­ triebeanordnung 4 angeflanscht, aus welchem nach entgegengesetzten Seiten rechtwinkelig zur Kurbelwelle 1 die Abtriebe 3 zum Antrieb von nicht dargestellten Antriebsrädern der Ketten eines Vollkettenfahrzeuges hinausragen. Ein Fahrantriebs­ getriebe 9, beispielsweise ein mechanisches Mehrgang­ getriebe oder ein hydromechanisches Lastschaltgetriebe usw., sowie ein Lenkantriebsgetriebe 17, das in bekannter Weise als stufenloser hydrostatischer Antrieb, als hydrostatisch-hydrodynamischer oder hydrostatisch- mechanischer Antrieb oder als rein mechanischer Mehr­ stufenwendeantrieb usw. ausgebildet sein kann, sind links und rechts neben dem Antriebsmotor 2 parallel zur Welle 1 angeordnet und auf der gleichen Seite wie der Antriebmotor 2 an dem Gehäuse 16 der Getriebeanordnung 4 angeflanscht.

Abweichend hiervon können die Gehäuse 18 und 19 des Fahrantriebsgetriebes 9 und des Lenkantriebsgetriebes 17 zusammen mit dem Gehäuse 16 ein einstückiges Teil sein. Das Gehäuse 16 der Getriebeanordnung 4 könnte, anstelle einer Befestigung am Gehäuse des Antriebsmotors 2, unmittelbar am Fahrzeug, im Falle eines Vollketten­ fahrzeuges an der Wanne des Fahrzeuges, befestigt sein. Dies hat den Vorteil, daß die Antriebsmaschine 2 und die Getriebeanordnung 4 unabhängig voneinander ausge­ tauscht werden können.

Die Getriebeanordnung 4 beinhaltet auch Lenksummierungs­ differentialgetriebe 20, die sich seitlich über die Hauptabtriebsseite 15 des Antriebsmotors 2 hinaus bis neben deren Längsseiten 21 und 22 erstrecken. Der Zweck der Lenksummierungsdifferentiale 20 ist es, der für die Fortbewegung des Fahrzeuges erforderlichen Fahrantriebsdrehzahl eine für die Lenkung des Fahrzeuges erforderliche Drehbewegung zu überlagern, um durch unterschiedliche Drehzahlen an den Getriebeabtrieben 3 eine Fahrzeuglenkung zu bewirken.

Die Welle 1 des Antriebsmotors 2 ist über eine Drehschwingungen dämpfende Kupplung 23 mit einem schmal bauenden Verbindungsgetriebe 24 verbunden, über welche die Eingangswelle 25 des Fahrantriebs­ getriebes und die Eingangswelle 26 des Lenkantriebs­ getriebes angetrieben werden, die beide parallel zur Motorwelle 1 angeordnet sind. Ebenfalls parallel dazu verlaufen die Abtriebswelle 27 des Fahrantriebs­ getriebes 9 und die Abtriebswelle 28 des Lenkantriebs­ getriebes 17. Die Abtriebswlle 27 des Fahrantriebs­ getriebes 9 treibt über ein Kegelradgetriebe 29 eine Verbindungswelle 30, welche die Hohlräder 31 der beiden Lenksummierungsdifferentialgetriebe 20 miteinander verbindet. Die Abtriebswelle 28 kreuzt in einer anderen Ebene die Verbindungswelle 30 und treibt über ein Kegelradgetriebe 32 die beiden zueinander koaxial an­ geordneten Teile 34 und 35 einer Nullwelle 36 an. Diese Nullwelle 36 verläuft parallel zur Verbindungswelle 30 und damit senkrecht zur Welle 1 des Antriebsmotors 2. Die Nullwelle 36 treibt über Zahn­ räder 37 die Sonnenräder 38 der beiden Lenk­ summierungsdifferentialgetriebe 20 an. Der Planetenträger 39 mit den Planetenrädern 40 ist mit den Getriebe­ abtrieben 3 verbunden. Die Getriebeabtriebe 3 liegen koaxial zur Verbindungswelle 30.

Bei den folgenden Ausführungsformen sind Teile, die konstruktiv gleich oder ähnlich sind und die gleichen Funktionen haben wie die Teile von Fig. 1, in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszahlen versehen und werden nicht mehr im einzelnen beschrieben. Der Antriebsmotor 2 ragt jeweils verhältnismäßig weit in einen Zwischenraum 41 zwischen den Lenksummierungs­ differentialgetrieben 20 hinein. Die Getriebeteile sind in den Fig. 1 bis 4 jeweils am Gehäuse des An­ triebsmotors 2 befestigt.

Fig. 2 zeigt in schematischer Draufsicht eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, da sie sowohl in der Länge als auch in der Breite extrem wenig Platz benötigt. Dazu ist auf der Hauptabtriebsseite 15 des mit Bezug auf Fig. 1 umgekehrt angeordneten Antriebsmotors 2 ein in der Draufsicht U-förmiges Gehäuse 43 angeflanscht, welches auf der Hauptabtriebsseite 15 des Antriebs­ motors 2 ein Verbindungsgetriebe 24 und links und rechts neben dem Antriebsmotor parallel zu dessen Welle 1 das Fahrantriebsgetriebe 9 und das Lenkantriebsgetriebe 17 beinhaltet. Auf der von der Hauptabtriebsseite 15 abgewandten Seite befindet sich ein am Antriebsmotor 2 angeflanschtes Gehäuse 16, in welchem die Lenksummierungsdifferentiale 20, die Verbindungswelle 30 von deren Hohlrädern 31, die Kegelradgetriebe 29 und 32, die Nullwelle 36 sowie eine auf der Verbindungswelle 30 angebrachte Flüssigkeitsbremse 44 sind. Die Verbindungswelle 30 kann unmittelbar an der von der Hauptabtriebsseite 15 abgewandten Stirn­ seite 45 des Antriebsmotors 2 senkrecht zu dessen Welle 1 vorbeigeführt werden. Der Antriebs­ motor 2 erstreckt sich damit sehr weit in den Zwischen­ raum zwischen den Lenksummierungsdifferentialgetrieben 20. Nahezu der halbe Durchmesser der Lenksummierungsdifferen­ tialgetriebe 20, der Flüssigkeitsbremse 44 und des auf der Verbindungswelle 30 sitzenden Kegelrades des Kegel­ radgetriebes 29 befindet sich neben dem Antriebsmotor 2. Die Nullwelle 36 kann entsprechend den Fig. 2 und 3 im wesentlichen über der Verbindungswelle 30 angeordnet werden. Damit benötigt das Gehäuse 16 in Längsrichtung der Motorwelle 1 nur die geringe, in Fig. 3 eingezeichnete Länge 45, welche wesentlich kürzer ist als die Länge der bekannten An­ triebsanlagen. Die Länge 45 der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 ist im wesentlichen gleich groß wie der Durchmesser eines Turboladers 7, so daß die gesamte Antriebsanlage einschließlich der Getriebeanordnung 4, dem Fahrantriebsgetriebe 5 und dem Lenkantriebsgetriebe 17 in der Länge nicht wesentlich mehr Platz benötigt als der Antriebsmotor 2 mit dem Abgasturbolader 7 allein.

Auch in der Breite benötigt die Ausführungsform nach den Fig. 2, 3 und 4 weniger Platz als die Ausführungsform nach Fig. 1 und wesentlich weniger als die bekannten Ausführungsformen, da in der genannten Weise die Lenk­ summierungsdifferentialgetriebe 20, das Kegelradgetrie­ be 29, und sofern vorhanden, auch eine Flüssigkeits­ bremse 44 seitlich sehr nahe neben dem Antriebs­ motor 2 hinter dem Fahrantriebsgetriebe 9 und hinter dem Lenkantriebsgetriebe 17 angeordnet sind. Zwischen den Gehäusen der Getriebe 4, 9 und 17 befinden sich von außerhalb dieser Gehäuse her zugängliche, schnell lösbare, beispielsweise steckbare Kupplungen 46, von welchen die eine Kupplung 46 die Abtriebswelle 27 des Fahrantriebsgetriebes mit dem zugehörigen Kegelrad­ getriebe 29, und die andere Kupplung 46 die Abtriebs­ welle 28 des Lenkantriebsgetriebes 17 mit dem zuge­ hörigen Kegelradgetriebe 32 der Nullwelle 36 verbindet.

Somit hat man bei der Ausführungsform nach den Fig. 2, 3 und 4 zusätzlich zum Antriebsmotor 2 mit dessen Welle 1 und der drehelastischen Kupplung 23 zwei Baueinheiten 47 und 48, auf welche das gesamte Getriebe aufgeteilt ist. Die eine Baueinheit 47 bein­ haltet im wesentlichen das Verbindungsgetriebe 24, das Lenkantriebsgetriebe 9 und das Fahrantriebsgetriebe 17. Die über die beiden lösbaren Kupplungen 46 damit ver­ bundene andere Baueinheit 48 befindet sich auf der dazu abgewandten Seite des Antriebsmotors 2 und beinhaltet im wesentlichen die beiden Lenksummierungs­ differentialgetriebe 20, die Verbindungswelle 30, die Nullwelle 36, die beiden Kegelradstufen 29 und 32, sowie die beiden Getriebeabtriebe 3.

Die Getriebeabtriebe 3 sind über von außerhalb des Getriebes zugängliche, leicht lösbare, beispiels­ weise steckbare Kupplungen 49 und Baueinheiten 50 mit den Antriebsrädern 51 für die nicht dargestellten An­ triebsketten des Vollkettenfahrzeuges verbunden. Die Baueinheiten 50 sind an der Wanne 54 des Vollketten­ fahrzeuges befestigt und beinhalten jeweils eine mecha­ nische Bremse 52 und ein Vorgelegegetriebe 53.

Fig. 4 ist eine Ansicht auf die Hauptabtriebsseite 15 des Antriebsmotors 2. Daraus ist insbesondere ersicht­ lich, daß die Ausführungsform auch in der Breite nur wenig Platz benötigt. Bei einem Antriebsmotor 2 mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen 5 stehen das Fahr­ antriebsgetriebe 9 und das Lenkantriebsgetriebe 17 seit­ lich nicht wesentlich über die äußere Breite der Zylin­ derreihen 5 über.

Die in Fig. 2 gezeigten Bremsen können auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 vorhanden sein. Dabei ist es gleichgültig, ob die mechanischen Bremsen 52 auf den Antriebswellen der Vorgelegegetriebe 53 angeordnet sind, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, oder unmittelbar auf den Getriebeabtriebswellen.

Als Antriebsmaschine können nicht nur Verbrennungsmotoren 2, sondern beispielsweise auch Gasturbinen verwendet werden.

Die Fahrantriebsgetriebe 9 und Lenkantriebsgetriebe 17 können zur Drehzahl- und Drehmomentwandlung in an sich bekannter Weise mechanische Getriebekonstruktionen und/ oder Flüssigkeitspumpen und Flüssigkeitsmotoren oder elektrische Maschinen beinhalten.

In Fig. 5 sind durch Kreuze 55 Befestigungspunkte an­ gedeutet. Daraus ist ersichtlich, daß die primäre Baueinheit 47 am Antriebsmotor 2 und die sekundäre Baueinheit 48 unmittelbar im Fahrzeug befestigt werden können, beispielsweise bei einem Vollketten­ fahrzeug in der Fahrzeugwanne.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Fahrantriebsgetriebe 9, das Lenkantriebsgetriebe 17 und die Getriebeanordnung 4 zusammen einen Getriebe­ block bilden, der als Ganzes und unabhängig vom Antriebsmotor 2 im Fahrzeug angeordnet, befestigt ist und ausgetauscht werden kann.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Gesamtgetriebe mit den beiden Baueinheiten 47 und 48 zusammen mit dem Antriebsmotor 2 einen Antriebsblock mit einem gemeinsamen Gehäuse bildet.

Fig. 8 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei welcher das Fahrantriebsgetriebe 9 und das Lenkantriebs­ getriebe 17 auf der gleichen Seite des Antriebsmotors 2 parallel zu deren Hauptabtriebswelle 1 angeordnet sind.

Claims (5)

1. Antriebsanlage zum Antrieb und zur Lenkung von Fahr­ zeugen durch Steuerung der Drehzahl der Antriebsräder, insbesondere der Antriebsräder der Ketten von Vollketten­ fahrzeugen, mit einer Antriebsmaschine, deren Welle mit einem neben der Antriebsmaschine liegen­ den Fahrantriebsgetriebe und mit einem Lenkantriebsge­ triebe trieblich verbunden ist, ferner mit einer Getriebe­ anordnung, die zwei Lenksummierungsdifferentialgetriebe enthält, von denen je ein Teil über eine Verbindungs­ welle mit einem Fahrantriebsgetriebe und je ein anderer Teil über eine Nullwelle mit dem Lenkantriebsgetriebe verbunden ist, und von denen ein dritter Teil je mit einer von zwei Getriebeabtriebswellen für den Antrieb der Antriebsräder verbunden ist, wobei die Mittelachsen der Lenksummierungsdifferentiale, die Verbindungswelle, die Nullwelle und die beiden Getriebeabtriebswellen zu­ einander parallel, jedoch senkrecht zu der Welle der Antriebsmaschine angeordnet sind, und wobei die Eingangs- und Ausgangswellen des Fahrantriebsgetriebes und des Lenkantriebsgetriebes achsparallel zur Welle der Antriebsmaschine angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Lenkantriebsgetriebe (17) neben der An­ triebsmaschine (2) angeordnet ist, und daß sich die Antriebsmaschine (2) in einen Zwischenraum (41) zwischen den Lenksummierungsdifferentialgetrieben (20) hinein erstreckt.

2. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrantriebsgetriebe (9) und das Lenkantriebs­ getriebe (17) auf der gleichen Seite neben der An­ triebsmaschine (2) parallel zu deren Welle (1) angeordnet sind.

3. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrantriebsgetriebe (9) und das Lenkantriebs­ getriebe (7) auf beide Seiten verteilt neben der Antriebsmaschine (2) parallel zu deren Welle (1) angeordnet sind.

4. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrantriebsgetriebe (9), das Lenkantriebs­ getriebe (17) und ein sie mit der Welle (1) der Antriebsmaschine (2) verbindendes Verbindungsgetriebe (24) zu einer primären Bauein­ heit (47) zusammengefaßt sind, und daß die Lenk­ summierungsdifferentialgetriebe (20), ihre Verbin­ dungswelle (30), ein im Verbindungsstrang zwischen der Verbindungswelle (30) und dem Fahrantriebs­ getriebe (9) liegendes Zwischengetriebe (29), die Nullwelle (36) und die Getriebeabtriebswellen (3) zu einer sekundären Baueinheit zusammengefaßt sind, und daß die primäre Baueinheit (47) auf der Hauptabtriebs­ seite (15) bei der Welle (1) der An­ triebsmaschine (2) und die sekundäre Baueinheit auf der dazu abgewandten Stirnseite (45) der Antriebs­ maschine angeordnet ist.

5. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswelle (30) zwischen den beiden Lenksummierungsdifferentialgetrieben (20) auf einer anderen Höhe als die Nullwelle (36) angeordnet ist, und daß beide Wellen nahe einer Stirnseite (15, 45) der Antriebsmaschine (2) angeordnet sind.