DE4230534C2 - Fahrzeugantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für geschwindigkeitsdifferenz-gelenkte Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein solcher Antrieb ist beispielsweise aus der WO 81/00 240 A1 bekannt und ermöglicht neben dem feinfühligen Lenken auch in einem begrenzten Bereich eine stufenlose Verstellung der durch die Verbrennungsmotordrehzahl und die Gangwechselgetriebestufe vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit. Insbesondere ist es mit einem solchen Antrieb auch möglich, geringe Geschwindigkeiten rein hydrostatisch zu fahren und beliebig kleine Wendekreise bis zum Drehen um die Hochachse zu realisieren.

Bei dem genannten Antrieb sind allerdings keine Mittel zur Einhaltung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit bzw. Motorauslastung, zur Erleichterung enger Kurvenfahrten oder zum Notlenken oder Notbremsen vorgesehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, vorgenannte Antriebe insbesondere für die Anwendung in landwirtschaftlichen Traktoren zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Merkmalen der Unteransprüche beschrieben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind insbesondere folgende:

Durch die Druckabfrage ist es möglich, eine Zugkraftregelung vorzunehmen, da der Druck repräsentativ für die an den Laufwerken aufzubringenden Momente ist. Um stets ein Arbeiten in einem günstigen Bereich des Kennfeldes des Motors des Fahrzeuges zu erreichen, sind die Steuermittel mit einem Motorbelastungsgeber verbunden, der eine entsprechende Veränderung der überlagerten Drehbewegung durch die Zusatzantriebe herbeiführen kann. Dies erfolgt ohne weiteres Zutun des Fahrers. Damit wird insgesamt eine geringere Beanspruchung des Fahrers und eine bessere Ausnutzung der Motorleistung mit entsprechend niedrigerem Kraftstoffverbrauch erreicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Änderung der Vortriebsgeschwindigkeit keinen Einfluß auf die Zapfwellendrehzahl des Traktors hat, wenn der Traktor im Zusammenhang mit zapfwellengetriebenen Geräten eingesetzt wird.

Um die Wendemomente bei Kurvenfahrt zu reduzieren, ist des weiteren vorgesehen, daß die Druckgeber mit einem Druckvergleicher der Steuermittel verbunden sind, welcher bei Kurvenfahrt einen Steuerimpuls zur Überdrückung der kurveninneren Raupe eines als Raupenfahrzeug gestalteten Fahrzeuges bei Überschreiten einer ersten vorgegebenen Druckdifferenz erzeugt.

Für den Fall, daß dies nicht ausreichend sein soll, ist schließlich vorgeschlagen, daß auch die kurvenäußere Raupe durch Überdrückung eine Verkürzung ihres Kontaktbereiches zur Aufstandsfläche bei Überschreitung einer vorgegebenen zweiten Druckdifferenz erfährt.

Um eine Möglichkeit zum Notlenken bzw. Notbremsen bei Ausfällen oder Störungen zu erreichen, ist ferner vorgesehen, daß zwischen den angetriebenen Laufwerken und den zugehörigen Summierungsgetrieben jeweils eine Bremse und eine Kupplung angeordnet sind. Von Vorteil dabei ist, daß, falls bei gleichzeitiger lenk- und geschwindigkeitsbedingter Verstellung der Zusatzantriebe der gewünschte Wenderadius nicht erreicht werden kann, die jeweils kurveninnere Kupplungs-/ Bremsanordnung zum Öffnen der Kupplung und zum Ansprechen der Bremse betätigt werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein mit einem Raupenlaufwerk versehenes Fahrzeug in der Seitenansicht,

Fig. 2 ein Anordungsschema bezüglich der Antriebsbau­ gruppen,

Fig. 3 die Antriebskomponenten des erfindungsgemäßen Antriebs und

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Antriebs.

In Fig. 1 ist das als Raupenschlepper gestaltete Fahrzeug in der Seitenansicht erkennbar. Es bewegt sich auf den beiden aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Raupenlauf­ werken 8a und 8b entlang der Aufstandsfläche. Über den Antriebsmotor 1 wird ein Verzweigungsgetriebe 2 ange­ trieben, welches wiederum das Gangwechselgetriebe 3 und die beiden Zusatzantriebe 4 antreibt. Über den Getriebe­ ausgang 5 des Gangwechselgetriebes 3 werden die beiden Umlenkrollen der Raupenlaufwerke 8a, 8b angetrieben. Im Antriebstrang ist außerdem noch je ein Summierungsgetriebe 6 je Raupenlaufwerk 8a, 8b und je eine Kupplungs-/Brems­ kombination 7 angeordnet. Die Raupe ist um äußere Umlenk­ rollen sowie zur Aufstandsfläche hin an zwischen diesen beiden angeordneten Laufrollen geführt. Zur Veränderung des Kontaktbereiches zur Aufstandsfläche sind die zwischen den Umlenkrollen angeordneten Laufrollen pendelnd oder federnd aufgehängt und über eine Überdrückungseinrichtung 15 gegenüber den Umlenkrollen höhenmäßig verstellbar, so daß der Kontaktbereich zwischen der Raupe und der Auf­ standsfläche verringert wird.

Aus Fig. 3 sind die wesentlichen Antriebskomponenten des erfindungsgemäßen Antriebes erkennbar. Der Antriebsmotor 1 ist mit dem Gangwechselgetriebe 3 antriebsmäßig verbunden. Es kann sich beim Gangwechselgetriebe 3 beispielsweise um ein Zahradgetriebe mit Schaltstufen handeln. Die Ver­ bindung zwischen Antriebsmotor 1 und Gangwechselgetriebe 3 erfolgt über eine Schaltkupplung.

Der Getriebeausgang 5 des Gangwechselgetriebes 3 ist an­ triebsmäßig mit einer Antriebswelle zum Antrieb des linken und rechten Laufwerkes 8a, 8b verbunden. Zwischen den bei­ den Laufwerken 8a, 8b und dem Getriebeausgang 5 ist je­ weils ein Summierungsgetriebe 6 und eine Brems- bzw. Kupplungskombination 7 zwischengeschaltet. Die Summie­ rungsgetriebe 6 sind als Planetengetriebe gestaltet, wobei beispielsweise vom Getriebeausgang des Gangwechselge­ triebes 3 der Antrieb des Sonnenrades erfolgt und wobei der Abtrieb über den Planetenträger zu den beiden Lauf­ werken 8a, 8b hin erfolgt. Die Hohlräder der beiden Summierungsgetriebe 6 sind jeweils über einen separaten Zusatzantrieb 4 beeinflußbar. Bei den Zusatzantrieben 4 handelt es sich um einen hydrostatischen Antrieb mit einer stufenlosen Drehzahlregelung über Null hinaus, daß heißt mit Drehrichtungsumkehr. Der Antrieb für den Zusatzantrieb 4 ist unmittelbar hinter dem Antriebsmotor 1 abgezweigt. Die über Null zur Drehrichtungsumkehr verstellbare Hydro­ pumpe 4a ist dazu mit der Antriebswelle des Antriebsmotors 1 über das Verzweigungsgetriebe 2 verbunden. Das der Pumpe 4a zugeordnete Antriebsrad ist mit 4b bezeichnet. Die Pumpe 4a ist über eine Verbindungsleitung 4c mit einem Hydromotor 4d verbunden. Das Druckmittel ist im ge­ schlossenen Kreislauf geführt und gelangt nach Verlassen des Hydromotors 4d zur Saugseite der Pumpe 4a. Der Hydro­ motor 4d treibt ein Antriebsritzel 4e, welches mit dem Hohlrad des zugehörigen Summierungsgetriebes 6 kämmt. Die von den beiden Summierungsgetrieben 6 jeweils an das rechte bzw. linke Laufwerk 8a, 8b abgegebene Drehzahl kann hierdurch beeinflußt werden. Die Drehzahl, die durch den Zusatzantrieb 4 der Drehzahl des Gangwechselgetriebes 3 überlagert wird, dient dazu, die gleichsinnige oder ge­ gensinnige Beeinflussung der Basisdrehzahl des Gangwechsel­ getriebes 3 bezüglich des rechten Laufwerkes 8a und des linken Laufwerkes 8b vorzunehmen. Bei gleichsinniger Verstellung der beiden Zusatzantriebe 4 kann bei einer bestimmten eingelegten Gangstufe eine Veränderung der Vor­ triebgeschwindigkeit bewirkt werden, und zwar im Sinne der Verlangsamung oder der Erhöhung gegenüber der aus der Basisdrehzahl des Gangwechselgetriebes 3 resultierenden Geschwindigkeit. Das Lenken des Fahrzeuges über die Lauf­ werke 8a und 8b erfolgt durch eine gegensinnige Beein­ flussung der Summierungsgetriebe 6, so daß eines der Lauf­ werke 8a oder 8b schneller angetrieben wird und das andere langsamer. Zusätzlich ist in der Verbindungsleitung 4c der beiden Zusatzantriebe 4 jeweils ein Druckgeber einge­ schaltet, der mit einem Druckvergleicher der im Zu­ sammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Steuergeräte 12 in Signalverbindung steht. Bei Überschreiten einer ersten vorgegebenen Druckdifferenz erfolgt über das Steuergerät 12 eine Betätigung der Überdrückungseinrichtung 15 (Fig. 1) des kurveninneren Laufwerkes 8a oder 8b zur Reduzierung des Kontaktes des Laufwerkes 8a oder 8b mit der Aufstands­ fläche. Nach einer Überschreitung einer zweiten vorge­ gebenen Druckdifferenz wird durch die Überdrückungs­ einrichtung 15 (Fig. 1) auch das kurvenäußere Laufwerk 8a oder 8b zur Reduzierung des Kontaktes zur Aufstandsfläche betätigt.

In dem Blockschaltbild gemäß Fig. 4 ist der Antriebsmotor mit 1 bezeichnet. Über den Antriebsmotor 1 erfolgt der Antrieb eines Verzweigungsgetriebes 2, welches antriebs­ mäßig sowohl mit dem Gangwechselgetriebe 3 als auch den beiden stufenlos regelbaren Zusatzantrieben 4 verbunden ist. Dabei ist zur besseren Unterscheidung bezüglich der dem rechten Laufwerk 8a und dem linken Laufwerk 8b zuge­ ordneten Getriebekompenenten, nämlich Zusatzantrieb 4, Summierungsgetriebe 6 und Kupplungs-/Bremskombination 7 der Zusatz li = links und re = rechts hinzugefügt.

Ein beidseitiger Hauptgetriebeausgang 5 (z. B. ein Winkel­ getriebe, wie in Fig. 3 dargestellt) führt zu dem ersten Eingang je eines Summierungsgetriebes 6re bzw. 6li, dessen zweiter Eingang von den Zusatzantrieben 4re bzw. 4li be­ legt ist. Die Ausgänge der Summierungsgetriebe 6re bzw. 6li führen über Kupplungs-/Bremskombinationen 7re bzw. 7li zu den Laufwerken 8a(re) bzw. 8b(li).

Ein Lenkgeber 9, ein Geschwindigkeitsgeber 10 und ein Bremsgeber 11 stehen in Signalverbindung mit einem Steuer­ gerät 12, an dessen Ausgängen die Summierungsgetriebe 6re bzw. 6li sowie die Kupplungs-/Bremskombinationen 7re bzw. 7li angeschlossen sind. Zusätzlich sind Notbetätigungen 13li bzw. 13li für die Kupplungs-/Bremskombinationen 7re bzw. 71i vorgesehen. Weiterhin ist ein Motorbelastungs­ geber 14 an das Steuergerät 12 angeschlossen.

Zur stufenlosen Veränderung der Fahrgeschwindigkeit wird ein Signal des Geschwindigkeitsgebers 10 im Steuergerät 12 in gleichsinnige und gleich große Verstellungen der beiden stufenlosen Zusatzantriebe 4re bzw. 4li umgesetzt. Eine positive Verstellung der beiden Zusatzantriebe 4re bzw. 4li ergibt dabei eine Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit, während eine negative Verstellung zu einer Verringerung der Fahrgeschwindigkeit führt. Über den Motorbelastungs­ geber 14 kann auch eine automatische stufenlose Anpassung der Fahrgeschwindigkeit an die Motorauslastung erreicht werden.

Zum Lenken des Fahrzeuges wird das Signal des Lenkgebers 9 im Steuergerät 12 in gleich große, aber gegensinnige Ver­ stellungen der beiden stufenlosen Zusatzantriebe 4re bzw. 4li umgesetzt. Diese Verstellungen werden ggf. einer bereits vorhandenen geschwindigkeitsbedingten Verstellung im Steuergerät 12 überlagert. Sofern durch gleichzeitige lenk- und geschwindigkeitsbedingte Verstellung der stufen­ losen Zusatzantriebe 4re bzw. 4li der gewünschte Wende­ radius nicht erreicht wird, kann über das Steuergerät 12 zusätzlich die jeweils kurveninnere Kupplungs-/Bremskombi­ nation 7re bzw. 7li betätigt werden. Es wird die Kupplung zur Unterbrechung des Antriebes geöffnet und die Bremse betätigt.

Zum Notlenken bzw. Notbremsen können bei Ausfällen oder Störungen an den Antriebs-/Lenkkomponenten die Kupplungs-/Bremskombination 7re bzw. 7li direkt einzeln oder gemeinsam über die Notbetätigung 13re bzw. 13li ange­ steuert werden. Das Steuergerät 12 enthält ferner einen Drehzahlvergleicher zum Vergleich der Drehzahlen der mit­ einander in Eingriff zu bringenden Zahnräder des Gang­ wechselgetriebes 3 und einen Verstellgeber zur gleich­ sinnigen Verstellung der Zusatzantriebe 4re, li zur Synchronisierung der Drehzahlen der vorgenannten Zahnräder.

Claims (4)

1. Antrieb für ein geschwindigkeitsdifferenz-gelenktes Fahrzeug, das über bezüglich seiner die Bewegungsachse bildenden Längsachse rechts und links seitlich versetzt angeordnete, auf der Aufstandsfläche abwälzende Laufwerke, insbesondere Rad- oder Raupenlaufwerke (8a, 8b), verfügt, mit einem von einem Motor (1) angetriebenen Gangwechselgetriebe (3) und mit zum Antrieb und zur Lenkung des Fahrzeugs dienenden Summierungsgetrieben (6), welche jeweils mindestens einem der rechten und linken Laufwerke (8a, 8b) zugeordnet sind, die antriebsmäßig mit dem Gangwechselgetriebe (3) und mit je einem separaten, hydrostatischen, aus je einem Hydromotor (4d) und einer Hydropumpe (4a) bestehenden, stufenlos über Null in beide Drehrichtungen drehzahlveränderbaren Zusatzantrieb (4) verbunden sind, dessen Drehzahl zur Lenkung des Fahrzeugs gleichmäßig gegensinnig und zur zusätzlichen stufenlosen Veränderung der Vortriebsgeschwindigkeit gleichmäßig gleichsinnig verstellbar ist, und mittels des zugeordneten Summierungsgetriebes (6) der Ausgangsdrehzahl des Gangwechselgetriebes (3) überlagert wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in der Verbindung zwischen Hydropumpe (4a) und Hydromotor (4d) jeweils ein mit Steuermitteln (12) verbundener Druckgeber (4f) vorhanden ist, wobei das Ausgangssignal des Druckgebers (4f) für eine Zugkraftregelung verwendet wird, und
• - daß ein Motorbelastungsgeber (14) mit den Steuermitteln (12) verbunden ist, mittels dessen Ausgangssignal die vom Zusatzantrieb (4) überlagerte Drehzahl beeinflußbar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgeber (4f) mit einem Druckvergleicher der Steuermittel (12) verbunden sind, welcher bei Kurvenfahrt einen Steuerimpuls zur die Kontaktlänge Raupe/Boden verkürzenden Überdrückung der kurveninneren Raupe (8a, 8b) eines als Raupenfahrzeug gestalteten Fahrzeuges bei Überschreitung einer ersten vorgegebenen Druckdifferenz erzeugt.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die kurvenäußere Raupe (8a, 8b) durch Überdrücken eine Verkürzung ihrer Kontaktlänge bei Überschreiten einer vorgegebenen zweiten Druckdifferenz erfährt.

4. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den angetriebenen Laufwerken (8a, 8b) und den zugehörigen Summierungsgetrieben (6) je eine Kupplungs-/Bremskombination (7) mit Notbetätigungen angeordnet ist.