DE4209950C2 - Antrieb für zweiachsige land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für zweiachsige land­ und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Fahrzeuge mit einem hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe, bei dem ein Teil der Fahrantriebsleistung einer Brennkraftmaschine zum Antrieb mindestens einer verstellbaren Hydropumpe dient, die mit mindestens zwei verstellbaren Hydromotoren zusammenarbeitet, und bei dem der Rest der Fahrantriebsleistung der Brennkraftmaschine unter Umgehung der Hydropumpe den Fahrzeugachsen zugeführt wird.

Bei einem aus der DE-PS 23 35 629 bekannten Antrieb dieser Art wird von der Fahrantriebsleistung der Brennkraftmaschine ein Teil mittels eines Umlaufrädergetriebes zu einer Hydropumpe verzweigt, während der Rest mechanisch auf das Differential der Hinterachse des Fahrzeuges übertragen wird. Die von der Hydraulikpumpe angetriebenen Hydromotoren besitzen eine gemeinsame Abtriebswelle und arbeiten mit dieser auf eine Summierungsstelle vor dem Differential der Hinterachse. Der Antrieb der Vorderachse erfolgt über einen vom mechanischen Antriebsstrang zur Hinterachse abgeleiteten Antriebsstrang mit fester Übersetzung zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Räder der Hinterachse und der Vorderachse. Mit Fahrzeugen, die einen derartigen Antrieb aufweisen, ist in vielen Einsatzfäl­ len, insbesondere beim Durchfahren enger Kurven, kein boden­ und/oder reifenschonender Fahrbetrieb möglich.

Ein weiterer, aus der GB 2151565 B bekannte Antrieb arbeitet zwar mit hydrostatisch-mechanischer Leistungsverzweigung; allerdings wird hier der mechanische Leistungsanteil lediglich einer der Fahrzeugachsen zugeführt, während die andere Fahr­ zeugachse ausschließlich hydraulisch antreibbar ist. Mit einem derartigen Antrieb versehene Zugfahrzeuge, wie z. B. Acker­ schlepper, können aber bei stark unterschiedlicher Bodenbe­ schaffenheit und intensiver Bodenbearbeitung infolge Radschlupf erhebliche Schäden an der Bodenkrume verursachen, wobei zudem der Radschlupf einen beträchtlichen Reifenverschleiß bewirkt.

Bei einem aus der DE-PS 34 08 991 bekannt gewordenen gattungs­ fremden Antrieb ohne Leistungsverzweigung ist hierzu im Antriebsstrang vom Fahrzeugschaltgetriebe zur Vorderachse ein zusätzliches Getriebe vorgesehen, das beispielsweise ein zweistufiges Wechselgetriebe oder ein stufenloses Zugmittel­ getriebe sein kann. Derartige Ausführungen weisen aber den Nachteil auf, daß solche Zusatzgetriebe im Vorderachsantriebs­ strang nicht nur einen erheblichen Bedarf an Platz haben, der oftmals nur schwer zur Verfügung gestellt werden kann, sondern darüber hinaus einen erheblichen Bauaufwand erfordert und somit einen nicht vernachlässigbaren Kostenfaktor darstellt.

Vor dem aufgezeigten Stand der Technik ausgehend soll ein einfach aufgebauter Fahrzeugantrieb geschaffen werden, der im normalen Arbeitseinsatz ein boden- und reifenschonendes Arbeiten ermöglicht und in kritischen Vortriebssituationen einer auswählbaren Achse die gesamte Fahrantriebsleistung zuführt.

Zur Lösung der oben erläuterten Aufgabe wird vorgeschlagen, daß jeder Fahrzeugachse mindestens ein Hydromotor antriebsmäßig zugeordnet ist, wobei der Hydromotor der Vorderachse wahlweise gemeinsam mit dem Hydromotor der Hinterachse oder unabhängig von diesem Hydromotor verstellbar ist, und daß die Abtriebswellen der Hydromotoren über eine schaltbare Kupplung (Reibungslamellenkupplung) miteinander verbindbar sind.

Die Erfindung stellt einen Antrieb zur Verfügung, der es erlaubt, die Fahrantriebsleistung unter Berücksichtigung der zwischen den Fahrzeugreifen und dem Boden gegebenen Traktion auf die Fahrzeugachsen zu verteilen. Bei stetig angepaßter Drehmomentaufteilung können daher die Räder der beiden Fahrzeugachsen mit gleichem, konstantem Schlupf betrieben werden, wodurch die Übertragungsfähigkeit der Reifen bestmöglich ausgenutzt wird. Verspannungen im Antriebsstrang zwischen den Fahrzeugachsen, die zu übermäßiger Boden- und Reifenbeanspruchung führen und bisher den Allradbetrieb bei Transport- und Kurvenfahrten einschränkten, können selbst beim Durchfahren enger Kurven nicht auftreten. In Bezug auf die Vermeidung von Verspannungen im Antriebsstrang wirkt der Antrieb somit in Art eines Längsdifferentials. Ein solches müßte allerdings sperrbar sein, um auch dann noch einen Vortrieb zu erzielen, wenn beide Räder einer angetriebenen Achse die Bodenhaftung vollständig verlieren und durchdrehen, und würde in gesperrtem Zustand die Antriebsstränge nicht verspannungsfrei halten können.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Antriebes ist durch das Kennzeichen von Anspruch 2 gegeben, da hierdurch im Fall der Verlagerung der Fahrantriebsleistung auf die Hinterachse ein sehr empfindlicher Untergrund vor Schäden durch Schlupf bewahrt wird, die die nicht vollständig vom Antrieb getrennten Räder der Vorderachse anrichten können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand einer Zeichnung, die eine schematische Darstellung des Antriebes zeigt, näher erläutert.

Eine Brennkraftmaschine 1 ist über eine Kupplung 2 treibend mit der Eingangswelle 3 eines leistungsverzweigenden Umlaufrädergetriebes 4 verbunden. Eine erste Ausgangswelle 5 des Umlaufrädergetriebes 4 treibt unmittelbar das Ausgleichsgetriebe 6 der Hinterachse H eines Nutzfahrzeuges an. Eine zweite Ausgangswelle 7 treibt über eine Zahnradstufe 8, 9 eine herkömmlich verstellbare Hydropumpe 10 an, die über nicht gezeigte Hydraulikleitungen zwei parallel geschaltete, ebenfalls herkömmlich verstellbare Hydraulikmotoren 11, 12 mit miteinander fluchtenden Abtriebswellen 13, 14 antreibt. Die Abtriebswelle 13 des Hydromotors 11 treibt über eine Zahnradstufe 15, 16 die erste Ausgangswelle 5 des Umlaufrädergetriebes. Die Abtriebswelle 14 des Hydromotors 12 treibt den zur Vorderachse V führenden Antriebsstrang 17 über eine Zahnradstufe 18, 19 an. Beide Abtriebswellen 13, 14 sind mittels einer Reibungslamellenkupplung 20 miteinander kuppelbar.

Die Verstellung der Hydropumpe 10 erfolgt in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung, die der Fahrer durch entsprechende Verstellung des Gaspedals und/oder eines Fahrgeschwindigkeits­ hebels vorgibt. Die Verstellung der Hydromotoren 11, 12 erfolgt durch eine nicht gezeigte Regeleinrichtung, die bei geöffneter Reibungslamellenkupplung 20 beide Hydromotoren 11, 12 unabhängig voneinander im Sinne einer optimalen Zugkraftübertragung an den Fahrzeugachsen verstellt.

Während des Fahrzeugeinsatzes ist die Reibungslamellenkupplung 20 normalerweise geöffnet, so daß die Regeleinrichtung durch gesonderte Verstellung der Hydromotoren 11, 12 die zur Verfügung stehende Antriebsleistung den jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechend auf die Fahrzeugachsen verteilt oder das Drehzahlverhältnis zwischen den Rädern der beiden Fahrzeugachsen stufenlos ändert. Unabhängig von der gewählten Verteilung fällt dabei auf Grund des erfindungsgemäßen Antriebs der auf die vordere Fahrzeugachse V entfallende Leistungsanteil bis zum Erreichen der maximalen Fahrgeschwindigkeit bis auf Null oder nahe Null ab.

Die erstgenannte Maßnahme einer Leistungsverteilung ist sinnvoll, um den Schlupf aller angetriebenen Räder auch bei einer Laständerung an den Fahrzeugachsen möglichst gleich und konstant zu halten, da so schwere Zugarbeiten, wie z. B. das mit großem Radschlupf einhergehende Pflügen, nur dann ökonomisch, d. h. boden-, reifen- und antriebsschonend, ausführbar sind.

Eine Änderung des Drehzahlverhältnisses der Räder wird dann benötigt, wenn sehr enge Kurven boden- und reifenschonend zu durchfahren sind. Es wird dann entsprechend der Größe des augenblicklichen Lenkwinkels der Vorderräder die Drehzahl der Abtriebswelle 14 des die Vorderachse V antreibenden Hydromotors 12 stufenlos erhöht.

Verlieren die angetriebenen Räder z. B. der hinteren Fahrzeugachse H bei extrem einseitiger Achsbelastung und hohem Zugkraftbedarf ihre Fähigkeit zur Zugkraftübertragung, so schließt die Regeleinrichtung die Reibungslamellenkupplung 20. In diesem Fall wird der Leistungsanteil der Hinterachse über die Zahnradstufe 15, 16, die Reibungslamellenkupplung 20 und die andere Zahnradstufe 18, 19 zur vorderen Fahrzeugachse V umgeleitet. Beide Achsen werden somit vorübergehend mit konstantem Drehzahlverhältnis angetrieben und bis zu 100% des möglichen Getriebeausgangsmoments können über eine Achse übertragen werden. Entsprechendes gilt, wenn die angetriebenen Räder der vorderen Fahrzeugachse auf glattem Untergrund ihr Kraftübertragungsvermögen einbüßen.

Die Sensoren für die Ermittlung des Lenkwinkels der gelenkten Räder sowie der Raddrehzahlen und die Einrichtung zur Verarbeitung der von den Sensoren gelieferten Signale gehören ebenso wie die Ausbildung der Regeleinrichtung nicht zum Erfindungsumfang und werden als bekannt vorausgesetzt.

Claims (2)

1. Antrieb für zweiachsige land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Fahrzeuge mit einem hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe, bei dem ein Teil der Fahrantriebsleistung einer Brennkraftmaschine (1) zum Antrieb mindestens einer verstellbaren Hydropumpe (10) dient, die mit mindestens zwei verstellbaren Hydromotoren (11, 12) zusammenarbeitet, und bei dem der Rest der Fahrantriebsleistung der Brennkraftmaschine (1) unter Umgehung der Hydropumpe (10) den Fahrzeugachsen zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fahrzeugachse (V, H) mindestens ein Hydromotor (11; 12) antriebsmäßig zugeordnet ist, wobei der Hydromotor (12) der Vorderachse (V) wahlweise gemeinsam mit dem Hydromotor (11) der Hinterachse (H) oder unabhängig von dem Hydromotor (11) verstellbar ist, und
daß die Abtriebswellen (13, 14) der Hydromotoren (11, 12) über eine schaltbare Kupplung (Reibungslamellenkupplung (20)) miteinander verbindbar sind.

2. Antrieb nach den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Antriebsstrang (17) eine Trennkupplung enthält.