DE3832529C2 - Überlagerungs-Lenkantrieb für ein Gleiskettenfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Überlagerungs-Lenkantrieb für ein Gleiskettenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und Anspruch 2.

Ein solcher Überlagerungs-Lenkantrieb für ein Gleisketten­ fahrzeug und ein Steuersystem dazu sind aus der DE-PS 24 12 562 und der dazu korrespondierenden US-PS 39 38 604 be­ kannt. Die stufenlos steuerbare Lenkantriebseinheit besteht vorzugsweise aus einer hydrostatischen Pumpe und einem von ihr angetrieben hydrostatischen Motor. Sie kann jedoch auch aus einer elektrischen Generator-Motor-Einheit bestehen. Ausgehend von einer Null-Stellung mit stillstehendem Ab­ triebselement, kann das Abtriebselement wahlweise im Gegen­ uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn gedreht werden, jeweils mit stufenlos steuerbarer Drehzahl von Null bis zu einem Drehzahl-Maximalwert. Das bekannte Lenkgetriebe besteht aus den ersten, zweiten, vierten und fünften Planetengetrieben und den ersten, vierten und fünften Schaltkupplungen. Das bekannte Lenkgetriebe ist wahlweise auf eine von drei Betriebsphasen umschaltbar, welche den Phasen A, B und C vorliegender Erfindung ent­ sprechen. Dadurch beträgt die von der Lenkantriebseinheit maximal zu übertragende Lenkantriebsleistung nur 33,3% ge­ genüber der Lenkantriebsleistung, welche die Lenk­ antriebseinheit ohne das bekannte Lenkgetriebe übertragen müßte, um einen kleinsten Kurvenradius des Gleiskettenfahr­ zeuges fahren zu können.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen gattungs­ gemäßen Überlagerungs-Lenkantrieb so auszubilden, daß die von der stufenlos steuerbaren Lenkantriebseinheit zu übertragende Lenkantriebsleistung noch weiter reduziert wird und dadurch eine kleinere und billigere Lenkantriebseinheit verwendet werden kann. Gleichzeitig soll der Wirkungsgrad bei niedri­ gen Drehzahlen der Nullwelle verbessert werden. Dies soll durch eine möglichst kleine Anzahl von Schaltelementen, insbesondere Schaltkupplungen oder Schalt­ bremsen erreicht werden, damit der Überlagerungs-Lenkan­ trieb eine hohe Zuverlässigkeit hat. Außerdem soll das Lenkgetriebe schnell von einer Phase auf eine andere Phase umgeschaltet werden können, indem zum Um­ schalten jeweils nur wenige Schaltelemente betätigt werden müssen, also möglichst jeweils nur eine Schaltkupplung oder eine Schaltbremse geschlossen oder geöffnet werden muß.

Diese Aufgabe wird von einem Überlagerungslenkantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 gelöst.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet eine einzige Planetenträgerein­ heit beide Planetenträger der dritten und vierten Planeten­ getriebe.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: Die von der Lenkantriebseinheit zu übertragende Lenklei­ stung wird gegenüber dem Stand der Technik von 33,3% auf 20% reduziert. Dadurch kann eine wesentlich kleinere Lenk­ antriebseinheit verwendet werden, welche vorzugsweise aus einer hydrostatischen Pumpe und einem damit verbundenen hy­ drostatischen Motor besteht. Sie kann jedoch auch aus einem elektrischen Generator und einem damit verbundenen elektri­ schen Motor bestehen. Durch die Getriebeübersetzung des Lenkgetriebes wird außerdem der Wirkungsgrad des Lenk­ antriebes bei niedrigen Drehzahlen der Nullwelle, also bei großen Fahrradien des Gleiskettenfahrzeuges, verbessert. Gemäß der Erfindung braucht zum Umschalten von einer Phase auf eine andere Phase jeweils nur eine Schaltkupplung ge­ schlossen zu werden. Als Schaltkupplungen werden hier auch Schaltbremsen bezeichnet, welche ein Bremsen und Blockieren eines Elementes der Planetengetriebe des Lenkgetriebes er­ möglichen. Dadurch ist es gemäß der Erfindung möglich, bei­ spielsweise bei Slalomfahrt des Gleiskettenfahrzeuges, in sehr kurzer Zeit von beispielsweise 0,8 Sekunden wechsel­ weise zwischen vollem Linkseinschlag eines Fahrzeuglenkra­ des bis zum vollen Rechtseinschlag des Fahrzeuglenkrades umzulenken. Dabei müssen gemäß der Erfindung nacheinander jeweils nur eine von fünf Schaltkupplungen geschlossen oder geöffnet werden. Durch die geringe Anzahl von Elementen, die beim Lenkvorgang geschaltet werden müssen, hat der Überlagerungs-Lenkantrieb gemäß der Erfindung eine große Betriebs-Zuverlässigkeit.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 schematisch eine Antriebseinrichtung für ein Gleiskettenfahrzeug mit einem Über­ lagerungs-Lenkantrieb nach der Erfindung,

Fig. 2 schematisch eine Antriebseinrichtung mit einer weiteren Ausführungsform eines Über­ lagerungs-Lenkantriebes nach der Erfindung für ein Gleiskettenfahrzeug,

Fig. 3 ein Kurvendiagramm des Lenkwinkels eines Lenkrades eines Gleiskettenfahrzeuges, aus­ gehend von Null im Diagrammzentrum, wahl­ weise im Gegenuhrzeigersinn bis zu einem maximalen Minuswert oder im Uhrzeigersinn bis zu einem maximalen Pluswert,

Fig. 4 ein Kurvendiagramm der Abtriebsdrehzahl der stufenlos steuerbaren Lenkantriebseinheit, ausgehend von einem Drehzahlwert Null im Diagrammzentrum, wechselweise in negativer und positiver Drehrichtung, jeweils bis zu einem maximalen Minuswert oder einem maxi­ malen Pluswert,

Fig. 5 ein Kurvendiagramm der Drehzahl einer Null­ welle des Überlagerungsantriebes, aus­ gehend von der Drehzahl Null im Diagramm­ zentrum, bis zu einem maximalen Minuswert am linken Diagrammende und zu einem maxi­ malen Pluswert am rechten Diagrammende,

Fig. 6 schematisch die einzelnen Betriebs-Phasen A, B, D für Drehung des Lenkwinkels von Fig. 3 im Gegenuhrzeigersinn und die Betriebs-Pha­ sen A, C und E für Drehung des Lenkwinkels von Fig. 3 im Uhrzeigersinn, wobei in der Mitte von Phase A das Gleiskettenfahrzeug gerade fährt.

Fig. 7 ein schematisches Diagramm der Schaltfolgen von Schaltkupplungen des erfindungsgemäßen Lenkantriebes, wobei der Zustand von ge­ schlossenen Schaltkupplungen jeweils durch dicke schwarze Striche dargestellt ist, und wobei die in Fig. 7 durch dicke Striche dargestellten geschlossenen Zustände der Schaltkupplungen für jede Schaltkupplung den darüber fluchtend angeordneten Diagrammzu­ stand in den Diagrammen der Fig. 3, 4, 5 und 6 ergeben,

Fig. 8 schematisch den Lenksantrieb von Fig. 1, mit in dickeren mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, welche bei geschlossener Schaltkupplung K1 die Lenkantriebsleistung übertragen, was die Be­ triebs-Phase A von Fig. 6 und die darüber in den Fig. 4 und 5 dargestellten Betriebs­ zustände ergibt, wenn der über der Phase A in Fig. 3 dargestellte Lenkwinkel einge­ stellt wird an einem Fahrzeug-Lenkrad,

Fig. 9 den Lenkantrieb von Fig. 1 mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, welche bei geschlossenen Schaltkupplungen K2 und K5 die Lenkantriebsleistung übertragen, was die Betriebs-Phase B von Fig. 6, und die darüber dargestellten Betriebszustände in den Fig. 4 und 5 ergeben, wenn der da­ rüber der Phase B in Fig. 3 dargestellte Lenkwinkel eingestellt wird,

Fig. 10 den Lenkantrieb von Fig. 1, mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, welche bei geschlossenen Schaltkupplungen K5 und K3 die Lenkantriebsleistung übertragen, was der Betriebs-Phase D von Fig. 6 entspricht und die darüber dargestellten Betriebszustände in den Fig. 4 und 5 ergibt, wenn der darüber dargestellte Lenkwinkel von Fig. 3 einge­ stellt wird,

Fig. 11 den Lenkantrieb von Fig. 1 mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, welche bei geschlossenen Kupplungen K2 und K4 gemäß Fig. 7 die Lenkantriebsleistung übertragen, was der Phase C in Fig. 6 entspricht und die darüber dargestellten Betriebszustände der Fig. 4 und 5 ergibt, wenn der darüber dargestellte Lenkwinkel von Fig. 3 einge­ stellt wird.

Fig. 12 den Lenkantrieb von Fig. 1 dargestellten mit in dickeren Strichen dargestellten Ele­ menten, welche bei geschlossenen Schaltkupp­ lungen K3 und K4 die Lenkleistung über­ tragen, was der Phase E von Fig. 6 ent­ spricht die die darüber dargestellten Be­ triebszustände der Fig. 4 und 5 ergibt, wenn der darüber dargestellte Lenkwinkel von Fig. 3 eingestellt wird,

Fig. 13 den Lenkantrieb von Fig. 2 mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, die bei geschlossener Kupplung K1 gemäß Fig. 7 die Lenkantriebsleistung übertragen, was der Phase A von Fig. 6 entspricht und die da­ rüber dargestellten Betriebszustände der Fig. 4 und 5 ergibt, wenn der darüber dar­ gestellte Lenkwinkel von Fig. 3 eingestellt wird,

Fig. 14 das Getriebe von Fig. 2 mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, welche bei geschlossenen Schaltkupplungen K2/2 und K5 entsprechend Fig. 7 die Lenkantriebs­ leistung übertragen, was der Phase B von Fig. 6 entspricht und die darüber darge­ stellten Betriebszustände der Fig. 4 und 5 ergibt, wenn der darüber dargestellte Lenk­ winkelbereich von Fig. 3 eingestellt wird,

Fig. 15 den Lenkantrieb von Fig. 2 mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, welche bei geschlossenen Schaltkupplungen K3/2 und K5 entsprechend Fig. 7 die Lenkantriebs­ leistung übertragen, was der Phase D von Fig. 6 entspricht und die darüber dar­ gestellten Betriebszustände der Fig. 4 und 5 ergibt, wenn der darüber dargestellte Lenkwinkel von Fig. 3 eingestellt wird,

Fig. 16 den Lenkantrieb von Fig. 2 mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, welche bei geschlossenen Schaltkupplungen K2/2 und K4 gemäß Fig. 7 die Lenkantriebs­ leistung übertragen, was der Phase C von Fig. 6 entspricht und die darüber darge­ stellten Betriebszustände der Fig. 4 und 5 ergibt, wenn der darüber dargestellte Lenkwinkel von Fig. 3 eingestellt wird, und

Fig. 17 den Lenkantrieb von Fig. 2 mit in dickeren Strichen dargestellten Elementen, welche bei geschlossenen Schaltkupplungen K3/2 und K4 die Lenkantriebsleistung über­ tragen, was der Phase E von Fig. 6 ent­ spricht und die darüber dargestellten Be­ triebszustände der Fig. 4 und 5 ergibt, wenn der darüber dargestellte Lenkwinkel von Fig. 3 eingestellt wird.

Der in Fig. 1 dargestellte Überlagerungsantrieb enthält einen Fahrantrieb 12 und einen Überlagerungs-Lenkantrieb 14, die beide von einem Fahrzeugmotor 16 angetrieben wer­ den, dessen Abtriebswelle 18 antriebsmäßig mit einem unter Last schaltbaren Gangwechselgetriebe 20 des Fahrantriebes 12 und über einen Getriebezug 22 mit einem Antriebselement 24 einer stufenlos steuerbaren Lenkantriebseinheit 26 und einem Antriebselement 28 eines Lenkgetriebes 30 des überla­ gerungs-Lenkantriebes 14 antriebsmäßig verbunden ist. Die Lenkantriebseinheit 26 besteht aus einer hydrostatischen Pumpe 32 und einem damit verbundenen hydrostatischen Motor 34, von welchen beiden mindestens eine in Abhängigkeit vom Lenkwinkel eines Lenkrades eines Gleiskettenfahrzeuges ein­ stellbar ist. Anstelle einer solchen hydrostatischen Lenk­ antriebseinheit 26 könnte auch eine elektrische Einheit mit einem elektrischen Generator 32 und einem elektrischen Motor 34 verwendet werden. Das Gangwechselgetriebe 20 treibt über Abtriebswellen 36 und 38 Hohlräder 40 und 42 von Sum­ mierungs-Differentialgetrieben 44 und 46 an, deren Plane­ tenträger 48 und 50 mit Kettenrädern 52 und 54 zum Antrieb von Gleisketten eines Gleiskettenfahrzeuges verbindbar sind. Die Sonnenräder 56 und 58 der Differentialgetriebe 44 und 46 sind über eine Nullwelle 60 und dazwischen angeord­ nete Zahnräder 61 bis 65 antriebsmäßig miteinander verbun­ den.

Insoweit entspricht die Ausführungsform von Fig. 1 auch der Ausführungsform von Fig. 2, mit Ausnahme eines anders aus­ gebildeten Lenkgetriebes als das Lenkgetriebe 30 von Fig. 1, weshalb diese Teile in Fig. 2 mit gleichen Bezugszahlen versehen sind, jedoch nicht nochmals beschrieben werden.

Das Lenkgetriebe 30 enthält folgende Elemente:

• a1) ein erstes Planetengetriebe 101 mit einem inneren Son­ nenrad 72, welches mit einem Abtriebselement 73 der Lenkantriebseinheit 26 durch eine Hohlwelle 74 verbun­ den ist, mit einem äußeren Hohlrad 75, und mit einem Planetenräder 76 tragenden Planetenträger 77, welcher das Abtriebselement des Lenkgetriebes 30 ist und dreh­ fest mit der Nullwelle 60 verbunden ist, die sich axial durch die Hohlwelle 74 hindurch erstreckt;
• a2) eine erste Schaltkupplung 1, welche auch als Schalt­ bremse bezeichnet werden kann, zum Bremsen und Bloc­ kieren des Hohlrades 75 des ersten Planetengetriebes 101;
• b1) ein zweites Planetengetriebe 102 mit einem inneren Sonnenrad 80, welches ebenfalls über die Hohlwelle 74 mit dem Abtriebselement 73 der Lenkantriebseinheit 26 antriebsmäßig verbunden ist, mit einem äußeren Hohlrad 81, welches mit dem Planetenträger 77 des ersten Pla­ netengetriebes 71 drehfest verbunden ist, und mit ei­ nem Planetenräder 82 tragenden Planetenträger 83;
• c1) ein viertes Planetengetriebe 104 mit einem inneren Sonnenrad 86, welches über das als Hohlwelle ausgebildete Antriebselement 28 vom Motor 16 antreibbar ist, mit einem äußeren Hohlrad 87, und mit einem Planetenräder 88 tragenden Planetenträger 90;
• c2) eine vierte Schaltkupplung 4, welche auch als Schalt­ bremse bezeichnet werden kann, zum Bremsen und Bloc­ kieren des Hohlrades 87 des vierten Planetengetriebes 104;
• d1) ein fünftes Planetengetriebe 105 mit einem inneren Sonnenrad 92, welches über das als Hohlwelle ausgebildete Antriebselement 28 vom Motor 16 antreibbar ist, mit einem äußeren Hohlrad 93, welches mit dem Planetenträger 90 des vierten Planetenge­ triebes 104 drehfest verbunden ist, und mit einem Planetenräder 94 aufweisenden Planetenträger 95;
• d2) eine fünfte Schaltkupplung 5, welche auch als Schalt­ bremse bezeichnet werden kann, zum Bremsen und Bockie­ ren des Planetenträgers 95 des fünften Planetengetrie­ bes 105;
• e1) ein drittes Planetengetriebe 103 mit einem inneren Sonnenrad 96, welches mit dem Hohlrad 75 des ersten Planetengetriebes 101 drehfest verbunden ist, mit einem äußeren Hohlrad 97, und mit einem Planetenräder 98 tragenden Planetenträger 99, welcher mit dem Planetenträger 90 des vierten Planetengetriebes 104 drehfest verbunden ist;
• e2) eine dritte Schaltkupplung 3, welche auch als Schalt­ bremse bezeichnet werden kann, zum Bremsen und Bloc­ kieren des Hohlrades 97 des dritten Planetengetriebes 103, und
• b2) eine zweite Schaltkupplung 2 zum gleichzeitigen Ankup­ peln und drehfesten Verbinden des Planetenträgers 83 des zweiten Planetengetriebes 102 mit den beiden Pla­ netenträgern 99 und 90 des dritten Planetengetriebes 103 und des vierten Planetengetriebes 104.

Die Funktion des Überlagerungs-Lenkantriebes 14 ist in den Fig. 3 bis 12 dargestellt. Fig. 8 zeigt die Phase A von Fig. 6, Fig. 9 die Phase B, Fig. 10 die Phase D, Fig. 11 die Phase C und Fig. die Phase E. Wenn alle Kupplungen 1, 2, 3, 4 und 5 geöffnet sind, wird keine Lenkleistung über­ tragen. Zur Stabilisierung der Geradeausfahrt des Gleisket­ tenfahrzeuges wird für die Geradeausfahrt die Schaltkupp­ lung 1 entsprechend Fig. 7 geschlossen. Diese Schaltkupp­ lung 1 bleibt entsprechend Fig. 7 innerhalb der in Fig. 6 gezeigten Phase A notwendigerweise auch dann geschlossen, wenn der in Fig. 3 dargestellte Lenkwinkel des Gleisket­ tenfahrzeuges ausgehend vom Lenkwinkel Null im Diagramm­ zentrum entweder im Gegenuhrzeigersinn, was als Minuswerte dargestellt ist, oder im Uhrzeigersinn, was als Pluswerte dargestellt ist, innerhalb des über der Phase A liegenden Bereiches verändert wird. Dabei wird die Abtriebsdrehzahl am Abtriebselement 73 der Lenkantriebseinheit 26 ausgehend vom Diagrammzentrum M in der einen Drehrichtung vom Dreh­ zahlwert Null bis zu einem maximalen Minuswert 111 erhöht, wenn der Lenkwinkel entsprechend Fig. 3 vom Diagrammzentrum M in Minusrichtung innerhalb der Phase A vergrößert wird. In Fig. 3 ist die Geradeausfahrt des Gleiskettenfahrzeuges durch einen Pfeil 120 dargestellt, welcher theoretisch durch die Mittelpunkte aller Diagramme der Fig. 3, 4, 5, 6, und 7 geht. Eine Linkskurve des Gleiskettenfahrzeuges ist durch einen Pfeil 121 und eine Rechtskurve durch einen Pfeil 122 angedeutet. Bei einer Rechtskurve wird der Lenk­ winkel von Fig. 3 im Uhrzeigersinn oder in positiver Dreh­ richtung vergrößert. Solange der Lenkwinkel von Fig. 3 in­ nerhalb der Phase A von Fig. 6 liegt, wird die Kurvenfahrt des Gleiskettenfahrzeuges lediglich durch Antrieb des Ab­ triebselementes 73 durch die Lenkantriebseinheit 26 ausge­ hend von Drehzahl Null im Mittelpunkt durch M von Fig. 4 bis zu einem maximalen Minuswert 111/1 für Linksfahrt 121 oder bis zu einem maximalen Pluswert 112/1 für Rechtsfahrt 122 bewirkt, während das Lenkgetriebe 30 durch die ge­ schlossene Kupplung 1 lediglich zur Drehmomentabstützung dient. Für außerhalb der Phase A von Fig. 6 liegenden Lenk­ winkel von Fig. 3 muß das Lenkgetriebe 30 auf eine der an­ deren in Fig. 6 dargestellten Betriebsphasen eingestellt werden, wobei für alle größeren Lenkwinkel von Fig. 3 des Lenkrades eines Gleiskettenfahrzeuges, was kleineren Fahr­ kurvenradien des Gleiskettenfahrzeuges entspricht, ver­ schiedene Getriebeübersetzungen des Lenkgetriebes 30 erfor­ derlich sind. Für außerhalb der Phase A von Fig. 6 liegende Lenkwinkel von Fig. 3 muß die Kupplung 1 geöffnet und ent­ weder für Linkskurvenfahrt 121 die Kupplung 5 geschlossen oder für Rechtskurvenfahrt 122 die Kupplung 4 geschlossen werden. Die Kupplungen 5 oder 4 können zu einem beliebigen Zeitpunkt geschlossen werden, solange die Kupplung 1 für die Phase A noch geschlossen ist. Dadurch braucht zum Um­ schalten auf eine der anderen Phasen B und D für Linkskur­ venfahrt 121 oder C und E für Rechtskurvenfahrt 122 jeweils nur eine der Kupplungen 2 oder 3 geschlossen zu werden. Da­ durch kann beispielsweise in Kampfsituationen bei Slalom­ fahrt des Gleiskettenfahrzeuges das Lenkrad in extrem kur­ zer Zeit maximal nach links und nach rechts wechselweise eingeschlagen werden, also der Lenkrad-Lenkwinkel von Fig. 3 zwischen dem maximalen Minuswert und dem maximalen Plus­ wert extrem schnell verändert werden, beispielsweise inner­ halb von 0,8 Sekunden. Beim Vergrößern des negativen Lenk­ winkels von Fig. 3, was einem größeren Lenkradeinschlag für Linkskurvenfahrt 121 entspricht, innerhalb der Phase B vom Ende der Phase A bis zum Beginn der Phase D in Fig. 6 ver­ ringert sich die Abtriebsdrehzahl des Abtriebselementes 73 der Lenkantriebseinheit 26 bis zum Wert Null und geht durch den Nullpunkt hindurch bis zu einem maximalen Pluswert 112/2, wobei die negative Drehzahl der Nullwelle 60 ent­ sprechend Fig. 5 kontinuierlich in negativer Drehrichtung über dem Bereich B von Fig. 6 vergrößert wird.

Bei weiterer Vergrößerung des Lenkwinkels von Fig. 3 bis zum maximalen Minuswert durch Drehen des Lenkrades für Linkskurvenfahrt 121 bis zum Lenkradanschlag wird beim Übergang von Phase B nach Phase D die Kupplung 2 geöffnet und die Kupplung 3 geschlossen. Mit zunehmend größerem ne­ gativen Lenkwinkel von Fig. 3 innerhalb der Phase D von Fig. 6 wird die Abtriebsdrehzahl des Abtriebselementes 73 der Lenkantriebseinheit 26 vom maximalen Pluswert 112/2 wieder auf den Drehzahlwert Null reduziert und stufenlos durch den Nullwert hindurch in der entgegengesetzten Dreh­ richtung, also in Fig. 4 von Plusdrehrichtung in Minusdreh­ richtung, bis zum maximalen Minuswert 111/2 erhöht. Dadurch wird wegen der geschlossenen Kupplung 3 die Nullwelle 60 von dem Abtriebselement 77 des Lenkgetriebes 30, welches der Planetenträger 77 des ersten Planetengetriebes 101 ist, entsprechend Fig. 5 mit stufenlos größer werdender negati­ ver Drehzahl bis zur maximalen negativen Drehzahl von Fig. 5 am Ende der Phase D von Fig. 6 angetrieben. Bei Rechts­ kurvenfahrt 122 ergeben sich die Phasen C und E in entspre­ chender Weise wie die Phasen B und D. Jedoch ist die Kupp­ lung 5 bei Rechtskurvenfahrt 122 stets geöffnet, während die Schaltkupplung 4 stets geschlossen ist, und zusätzlich wird für die Phase C von Fig. 6 die Kupplung 2 geschlossen, während für die Phase E von Fig. 6 die Kupplung 2 geöffnet und zusätzlich zu Kupplung 4 die Kupplung 3 geschlossen wird. Dabei wird mit zunehmendem positivem Lenkwinkel von Fig. 3, ausgehend vom Diagrammzentrum M bis zum maximalen Pluswert, bei geschlossener Schaltkupplung 2 von Fig. 7 die Drehzahl des Abtriebselements 73 der Lenkantriebseinheit 26 vom maximalen Pluswert 102/1 in Fig. 4 stufenlos auf Null reduziert und auf einen negativen Maximalwert 111/3 erhöht, während der Phase C von Fig. 6, und anschließend wird wäh­ rend der Phase E bei geschlossener Schaltkupplung 3 von Fig. 7 die Abtriebsdrehzahl des Abtriebselementes 73 der Lenkantriebseinheit 26 vom maximalen Minuswert 111/3 bis auf Null reduziert und stufenlos in entgegengesetzter Dreh­ richtung bis zu dem maximalen Pluswert 112/3 erhöht. Dabei wird die Drehzahl der Nullwelle entsprechend Fig. 5 ausge­ hend vom Diagrammzentrum M stufenlos von Null auf einen po­ sitiven Maximalwert erhöht, also für Rechtskurvenfahrt 112 in entgegengesetzter Drehrichtung als bei Linkskurvenfahrt 121 angetrieben. Die maximalen Pluswerte 112/1, 112/2 und 112/3 von Fig. 4 sind alle gleich groß. Auch die maximalen Minuswerte 111/1, 111/2 und 111/3 von Fig. 4 sind alle gleich groß. Die Kupplungen 1, 2 und 3 werden vorteilhafter Weise jeweils mit Schlupf einander überlappend geschaltet, wenn von einer der Phasen A, B, D oder A, C und E von Fig. 6 umgeschaltet wird, damit ein ruckfreier Antrieb der Null­ welle mit stufenloser Drehzahländerung entsprechend Fig. 5 gewährleistet ist.

Bei dem Überlagerungs-Lenkantrieb sind die Planetengetriebe 101, 102, 103, 104 und 105 sowie die stufenlos steuerbare Lenkantriebseinheit 26 in dieser Reihenfolge axial hinter­ einander und koaxial zur Nullwelle 60 angeordnet.

Entsprechend den Fig. 6 und 7 ist in der Phase A für Gera­ deausfahrt und Kurvenfahrt nur die Schaltkupplung K1 ge­ schlossen. Während des Endabschnittes der Phase A zur Phase B hin wird zu einer beliebigen Zeit die Kupplung K5 für Linkskurvenfahrt geschlossen; an dem mit Bezug auf die Zeichnung linken Ende von Phase A in Fig. 6 wird zur Ein­ schaltung der Phase B für Linkskurvenfahrt 121 die Schalt­ kupplung 1 geöffnet und gleichzeitig die Kupplung 2 ge­ schlossen; am linken Ende der Phase B wird zur Einschaltung der Phase D für Linkskurvenfahrt 121 die Kupplung 2 geöff­ net und gleichzeitig die Kupplung 3 geschlossen; beim Zu­ rückdrehen von Linkskurvenfahrt 121 auf Geradeausfahrt von Phase D über Phase B nach Phase A werden nacheinander die Kupplung 3 geöffnet und gleichzeitig die Kupplung 2 ge­ schlossen für Phase B und dann die Kupplung 2 geöffnet und gleichzeitig die Kupplung 1 geschlossen für Phase A, wonach für die exakte Geradeausfahrt in der Mitte von Phase A auch die Kupplung 5 zu einem beliebigen Zeitpunkt geöffnet wird. Bei Rechtskurvenfahrt 122 wird während des rechten Endab­ schnittes von Phase A zu einem beliebigen Zeitpunkt die Schaltkupplung 4 für Rechtskurvenfahrt 122 geschlossen; am rechten Ende der Phase A wird zur Umschaltung auf Phase C die Schaltkupplung 1 geöffnet und gleichzeitig die Schalt­ kupplung 2 geschlossen; beim Übergang von Phase C auf Phase E wird die Schaltkupplung 2 geöffnet und gleichzeitig die Schaltkupplung 3 geschlossen, und beim Zurückdrehen von Rechtskurvenfahrt 122 mit kleinstem Kurvenradius bis zurück auf Geradeausfahrt wird am linken Ende von Phase E zur Um­ schaltung auf Phase C die Kupplung 3 geöffnet und gleich­ zeitig die Kupplung 2 geschlossen; beim Übergang von Phase C auf Phase A wird die Schaltkupplung 2 geöffnet und gleichzeitig die Schaltkupplung 1 geschlossen, und zu einem beliebigen Zeitpunkt nach der Umschaltung auf Phase A wird beim weiteren Vergrößern des Kurvenradius der Rechtskurven­ fahrt 122 auf exakte Geradeausfahrt die Kupplung 4 geöff­ net, so daß bei Geradeausfahrt stets nur die Schaltkupplung 1 geschlossen ist. Dadurch wird die Lenkantriebsleistung für die Phasen A, B, D und C und E von Fig. 6, in dieser Reihenfolge, jeweils nur durch diejenigen Elemente des Überlagerungs-Lenkantriebes übertragen, welche in den Fig. 8, 9, 10, 11 und 12 jeweils durch dickere Striche darge­ stellt sind.

Der Überlagerungs-Lenkantrieb nach der Erfindung gemäß der weiteren Ausführungsform von Fig. 2 der Zeichnungen funk­ tioniert in der gleichen Weise, so daß die Diagramme der Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 auch für die Ausführungsform nach Fig. 2 zutreffen. Es sind lediglich konstruktive Unter­ schiede vorhanden, weshalb die Kupplungen von Fig. 2, wel­ che den Kupplungen 2 und 3 von Fig. 1 entsprechen, in Fig. 2 mit 2/2 und 3/2 bezeichnet sind. Deshalb sind in Fig. 7 zusätzlich zu den Bezugszahlen 2 und 3 der Schaltkupplungen von Fig. 1 auch die Bezugszahlen 2/2 und 3/2 der funktions­ mäßig dazu korrespondierenden Schaltkupplungen von Fig. 2 angegeben. Alle Elemente des Überlagerungs-Lenkantriebes und des Fahrantriebes von Fig. 2 sind mit gleichen Bezugs­ zahlen wie in Fig. 1 versehen, wobei jedoch jene Elemente in Fig. 2 mit der Zusatzzahl ". . ./2" versehen sind, welche funktionell gleich, jedoch konstruktiv anders sind als in Fig. 1. Wegen der vollständigen funktionellen Übereinstim­ mung und der teilweisen konstruktiven Übereinstimmung, wer­ den im folgenden nur die Teile beschrieben, welche von ent­ sprechenden Teilen in Fig. 1 konstruktiv abweichen oder welche zum Verständnis nochmals beschrieben werden müssen.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt eine Antriebseinrich­ tung für ein Gleiskettenfahrzeug, bei welchem die für die Kurvenfahrt 121, 122 erforderliche Lenkantriebsleistung des Überlagerungs-Lenkantriebes 14 über zwei Summierungs-Diffe­ rentialgetriebe 44, 46 einem Fahrantrieb 12 überlagert wird, und die beiden Summierungs-Differentialgetriebe 44, 46 über eine Nullwelle 60 antriebsmäßig miteinander verbun­ den sind. Der Überlagerungs-Lenkantrieb enthält eine stu­ fenlos steuerbare Lenkantriebseinheit 26 mit stufenlos steuerbarer Abtriebsdrehzahl an einem Abtriebselement 73. Diese Lenkantriebseinheit ist vorzugsweise eine Kombination aus einer hydrostatischen Pumpe 32 und einem damit verbun­ denen hydrostatischen Motor 34, jedoch kann statt dessen auch ein elektrischer Generator 24 und ein damit verbunde­ ner elektrischer Motor 26 verwendet werden. Ferner enthält der Lenkantrieb ein Lenkgetriebe 30, welches ohne Leistungsunterbrechung stufenlos auf die verschiedenen Be­ triebs-Phasen A, B, D, C, E umschaltbar ist und welches folgende Elemente enthält:

• a1) ein erstes Planetengetriebe 101 mit einem inneren Son­ nenrad 72, welches mit einem Abtriebselement 73 der stufenlosen Lenkantriebseinheit 26 antriebsmäßig ver­ bunden ist, mit einem äußeren Hohlrad 75, und mit ei­ nem Planetenräder 76 tragenden Planetenträger 77, wel­ cher das Abtriebselement des Lenkgetriebes 30 ist,
• a2) eine erste Schaltkupplung 1 zum Bremsen und Blockieren des Hohlrades 75 des ersten Planetengetriebes 101,
• b1) ein zweites Planetengetriebe 102 mit einem inneren Sonnenrad 80, welches mit dem Abtriebselement 73 der Lenkantriebseinheit 26 antriebsmäßig verbunden ist, mit einem äußeren Hohlrad 81, welches mit dem Plane­ tenträger 77 des ersten Planetengetriebes 101 antriebsmäßig verbunden ist, und mit einem Planetenrä­ der 82 tragenden Planetenträger 83,
• c1) ein viertes Planetengetriebe 104 mit einem inneren Sonnenrad 86, welches von einem Motor 16 antreibbar ist, mit einem äußeren Hohlrad 87, und mit einem Pla­ netenräder 88 tragenden Planetenträger 90,
• c2) eine vierte Schaltkupplung 4 in Form einer Schalt­ bremse zum Bremsen und Blockieren des Hohlrades 87 des vierten Planetengetriebes 104,
• d1) ein fünftes Planetengetriebe 105 mit einem inneren Sonnenrad 92, welches von dem Motor 16 antreibbar ist, mit einem äußeren Hohlrad 93, welches mit dem Plane­ tenträger 90 des vierten Planetengetriebes 104 an­ triebsmäßig verbunden ist, und mit einem Planetenräder 94 tragenden Planetenträger 95,
• d2) eine fünfte Schaltkupplung 5 in Form einer Schalt­ bremse zum Bremsen und Blockieren des Planetenträgers 95 des fünften Planetengetriebes 105.

Ferner enthält der Lenkantrieb nach Fig. 2

• e1) ein drittes Planetengetriebe 103/2 mit einem inneren Sonnenrad 96, mit einem äußeren Hohlrad 97/2, welches undrehbar blockiert ist, und mit einem Planetenräder 98 tragenden Planetenträger 99, welcher mit dem Plane­ tenträger 90 des vierten Planetengetriebes 104 an­ triebsmäßig verbunden ist,
• e2) eine dritte Schaltkupplung 3/2 zum antriebsmäßigen Verbinden des Sonnenrades 96 des dritten Planetenge­ triebes 103/2 mit dem Hohlrad 75 des ersten Planeten­ getriebes 101, und
• b2) eine zweite Schaltkupplung 2/2 zum gleichzeitigen an­ triebsmäßigen Verbinden des Planetenträgers 83 des zweiten Planetengetriebes 102 mit den Planetenträgern 99 und 90 des dritten Planetengetriebes 103/2 und vierten Planetengetriebes 104.

Die beiden Planetenträger 99 und 90 des dritten Planetenge­ triebes 103/2 und des vierten Planetengetriebes 104 sind durch eine einzige Planetengetriebeeinheit gebildet, so daß sie starr miteinander verbunden sind. Die Schaltkupplungen oder Schaltbremsen 1, 2/2, 3/2, 4 und 5 sind, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, jeweils unmittelbar, also ohne Zwischenräder, mit den von ihnen abzubremsenden und zu blockierenden Elementen verbunden.

Die einzelnen Phasen A, B und D sowie C und E von Fig. 6 ergeben sich bei der Ausführungsform nach Fig. 2 entspre­ chend Fig. 7 und der jeweils darauf bezogenen vorstehenden Beschreibung von Fig. 1 dadurch, daß anstelle der Schalt­ kupplung 2 von Fig. 1 die Schaltkupplung 2/2 von Fig. 2, und anstelle der Schaltkupplung 3 von Fig. 1 die Schalt­ kupplung 3/2 von Fig. 2 geschlossen oder geöffnet wird. Da­ durch wird die Lenkantriebsleistung bei der Ausführungsform nach Fig. 2 in der Phase A von Fig. 6 durch die in Fig. 13 mit dickeren Strichen dargestellten Elemente übertragen, in der Phase B durch die in Fig. 14 in dickeren Strichen dar­ gestellten Elemente, in der Phase D durch die in Fig. 15 in dickeren Strichen dargestellten Elemente, in der Phase C durch die in Fig. 16 in dickeren Strichen dargestellten Elemente, und in der Phase E durch die in Fig. 17 in dicke­ ren Strichen dargestellten Elemente.

Beide Ausführungsformen der Erfindung nach den Fig. 1 und 2 haben den Vorteil, daß leistungsschwächere und damit klei­ nere stufenlos steuerbare Lenkantriebseinheiten 26 verwen­ det werden können als beim Stand der Technik. Auch das Lenkgetriebe 30 ist bei beiden Ausführungsformen kompakt klein und benötigt nur wenig Raum.

Das im Rahmen der Beschreibung und der Patentansprüche ge­ nannte "Abbremsen und Blockieren" der Schaltkupplungen oder Schaltbremsen 1, 3, 4 und 5 bei der Ausführungsform nach Fig. 1, sowie 1, 4 und 5 bei der Ausführungsform nach Fig. 2 erfolgt jeweils mit Bezug auf ein Getriebegehäuse 200. Das äußere Hohlrad 97/2 von Fig. 2 ist ebenfalls gegenüber dem Getriebegehäuse 200 blockiert.

Claims (5)

1. Überlagerungs-Lenkantrieb (14) für ein Gleisketten­ fahrzeug, bei welchem die für die Kurvenfahrt erfor­ derliche Lenkantriebsleistung des Überlagerungs-Lenk­ antriebes (14) über zwei Summierungs-Differentialge­ triebe (44, 46) einem Fahrantrieb (12) überlagert wird, und die beiden Summierungs-Differentialgetriebe (44, 46) über eine Nullwelle (60) antriebsmäßig miteinander verbunden sind,

• - mit einer stufenlos steuerbaren Lenkantriebseinheit (26) mit stufenlos steuerbarer Abtriebsdrehzahl,
• - und mit einem Lenkgetriebe (30), welches ohne Lei­ stungsunterbrechung auf verschiedene Betriebs - Phasen stufenlos umschaltbar ist, und welches folgende Ele­ mente enthält:
• - a1) ein erstes Planetengetriebe (101) mit einem in­ neren Sonnenrad (72), welches mit einem Ab­ triebselement (73) der stufenlosen Lenkantriebs­ einheit (26) antriebsmäßig verbunden ist, mit einem äußeren Hohlrad (75), und mit einem Pla­ netenräder (76) tragenden Planetenträger (77), welcher das Abtriebselement des Lenkgetriebes (30) ist,
• - a2) eine erste Schaltkupplung (1) zum Bremsen und Blockieren des Hohlrades (75) des ersten Plane­ tengetriebes (101),
• - b1) ein zweites Planetengetriebe (102) mit einem in­ neren Sonnenrad (80), welches mit dem Abtriebs­ element der stufenlosen Lenkantriebseinheit (26) antriebsmäßig verbunden ist, mit einem äußeren Hohlrad (81), welches mit dem Planetenträger (77) des ersten Planetengetriebes antriebsmäßig verbunden ist, und mit einem Planetenräder (82) tragenden Planetenträger (83),
• - c1) ein viertes Planetengetriebe (104) mit einem in­ neren Sonnenrad (86), welches von einem Motor (16) antreibbar ist, mit einem äußeren Hohlrad (87), und mit einem Planetenräder (88) tragenden Planetenträger (90),
• - c2) eine vierte Schaltkupplung (4) zum Bremsen und Blockieren des Hohlrades (87) des vierten Plane­ tengetriebes (104),
• - d1) ein fünftes Planetengetriebe (105) mit einem in­ neren Sonnenrad (92), welches von dem Motor (16) antreibbar ist, mit einem äußeren Hohlrad (93), welches mit dem Planetenträger (40) des vierten Planetengetriebes (104) antriebsmäßig verbunden ist, und mit einem Planetenräder (94) tragenden Planetenträger (95),
• - d2) eine fünfte Schaltkupplung (5) zum Bremsen und Blockieren des Planetenträgers (95) des fünften Planetengetriebes (105),

gekennzeichnet durch,

• - e1) ein drittes Planetengetriebe (103) mit einem in­ neren Sonnenrad (96), welches mit dem Hohlrad (75) des ersten Planetengetriebes antriebsmäßig verbunden ist, mit einem äußeren Hohlrad (97), und mit einem Planetenräder (98) tragenden Pla­ netenträger (99), welcher mit dem Planeten­ träger (90) des vierten Planetengetriebes (104) antriebsmäßig verbunden ist,
• - e2) eine dritte Schaltkupplung (3) zum Bremsen und Blockieren des Hohlrades (97) des dritten Pla­ netengetriebes (103), und
• - b2) eine zweite Schaltkupplung (2) zum gleichzei­ tigen antriebsmäßigen Verbinden des Planeten­ trägers (83) des zweiten Planetengetriebes (102) mit den Planetenträgern (99, 90) des dritten Pla­ netengetriebes (103) und des vierten Planetenge­ triebes (104).

2. Überlagerungs-Lenkantrieb (14) für ein Gleisketten­ fahrzeug, bei welchem die für die Kurvenfahrt erfor­ derliche Lenkantriebsleistung des Überlagerungs-Lenk­ antriebes (14) über zwei Summierungs-Differentialge­ triebe (44, 46) einem Fahrantrieb (12) überlagert wird, und die beiden Summierungs-Differentialgetriebe (44, 46) über eine Nullwelle (60) antriebsmäßig verbunden sind,

• - mit einer stufenlos steuerbaren Lenkantriebseinheit (26) mit stufenlos steuerbarer Abtriebsdrehzahl,
• - und mit einem Lenkgetriebe (30), welches ohne Lei­ stungsunterbrechung auf verschiedene Betriebs-Phasen stufenlos umschaltbar ist, und welches folgende Ele­ mente enthält:
• - a1) ein erstes Planetengetriebe (101) mit einem in­ neren Sonnenrad (72), welches mit einem Ab­ triebselement (73) der stufenlosen Lenkantriebs­ einheit (26) antriebsmäßig verbunden ist, mit einem äußeren Hohlrad (75), und mit einem Pla­ netenräder (76) tragenden Planetenträger (77), welcher das Abtriebselement des Lenkgetriebes (30) ist,
• - a2) eine erste Schaltkupplung (1) zum Bremsen und Blockieren des Hohlrades (75) des ersten Plane­ tengetriebes (101),
• - b1) ein zweites Planetengetriebe (102) mit einem in­ neren Sonnenrad (80), welches mit dem Abtriebs­ element der stufenlosen Lenkantriebseinheit (26) antriebsmäßig verbunden ist, mit einem äußeren Hohlrad (81), welches mit dem Planetenträger (77) des ersten Planetengetriebes antriebsmäßig verbunden ist, und mit einem Planetenräder (82) tragenden Planetenträger (83),
• - c1) ein viertes Planetengetriebe (104) mit einem in­ neren Sonnenrad (86), welches von einem Motor (16) antreibbar ist, mit einem äußeren Hohlrad (87), und mit einem Planetenräder (88) tragenden Planetenträger (90),
• - c2) eine vierte Schaltkupplung (4) zum Bremsen und Blockieren des Hohlrades (87) des vierten Plane­ tengetriebes (104),
• - d1) ein fünftes Planetengetriebe (105) mit einem in­ neren Sonnenrad (92), welches von dem Motor (16) antreibbar ist, mit einem äußeren Hohlrad (93), welches mit dem Planetenträger (40) des vierten Planetengetriebes (104) antriebsmäßig verbunden ist, und mit einem Planetenräder (94) tragenden Planetenträger (95),
• - d2) eine fünfte Schaltkupplung (5) zum Bremsen und Blockieren des Planetenträgers (95) des fünften Planetengetriebes (105),

gekennzeichnet durch,

• - e1) ein drittes Planetengetriebe (103/2) mit einem inneren Sonnenrad (96), mit einem äußeren Hohl­ rad (97/2), welches undrehbar blockiert ist, und mit einem Planetenräder (98) tragenden Pla­ netenträger (99), welcher mit dem Planeten­ träger (90) des vierten Planetengetriebes (104) antriebsmäßig verbunden ist,
• - e2) eine dritte Schaltkupplung (3/2) zum antriebs­ mäßigen Verbinden des Sonnenrades (96) des drit­ ten Planetengetriebes (103/2) mit dem Hohlrad (75) des ersten Planetengetriebes (101), und
• - b2) eine zweite Schaltkupplung (2/2) zum gleich­ zeitigen antriebsmäßigen Verbinden des Planeten­ trägers (83) des zweiten Planetengetriebes (102) mit den Planetenträgern (99, 90) des dritten Pla­ netengetriebes (103/2) und des vierten Planeten­ getriebes (104).

3. Überlagerungs-Lenkantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß eine einzige Planetenträgereinheit beide Planeten­ träger (99, 90) des dritten Planetengetriebes (103; 103/2) und des vierten Planetengetriebes (104) bildet.