DE8501199U1

DE8501199U1 - Fahrzeug, insbesondere Nutzlastfahrzeug mit diesel-hydraulischem Antriebsstrang

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Publication number: DE8501199U1
Application number: DE8501199U
Authority: DE
Original assignee: JENBACHER WERKE VERTRIEBSGESELLSCHAFT MBH 7016 GERLINGEN DE
Current assignee: JENBACHER WERKE VERTRIEBSGESELLSCHAFT MBH 7016 GERLINGEN DE
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1985-01-18
Publication date: 1985-08-22

Description

Fahrzeug, insbesondere Nutzlastfahrzeug
mit diesel-hydrauiischem Antriebsstrang

Die Neuerung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzlast- oder Schleppfahrzeug zur Beförderung relativ hoher Lasten mit relativ geringer Geschwindigkeit mit einem Antriebsstrang, der mindestens einen Verbrennungsmotor, eine dadurch angetriebene hydrostatische Verstellpumpe und einen Ölmotor enthält. Die Verstellpumpe und, falls erforderlich, der Ölmotor werden hierbei automatisch, druckabhängig geregelt. Derartige Fahrzeuge sind bekannt.

In dieser FahrzeuggatUing gibt es ganz allgemein eine Reihe von Antriebsarten. So sind beispielsweise Nurzlastfohrzeuge mit dieselelektrischem Hybrid-Antrieb seit langem bekannt. Diese Antriebsart wird bekanntlich sogar im Eisenbahnbetrieb benutzt.

Solche dieselelektrischen Antriebe sind z.B. aus der GB-PS 1.129.709 bekannt. Auch mit anderen Verbrennungsmotoren angetriebene Fahrzeuge dieser Art sind aus der US-PS 3.493.068 und der US-PS 1.831.071 bekannt.

Bei modernen Nutzlastfahrzeugen dieser Art besteht oft die Aufgabe, zur Vermeidung von Umweltbelastungen, sei es innerhalb von Ortschaften, sei es in geschlossenen großen Fabrik- oder Werkshallen oder ir* Wartungshallen für Flugzeuge eine abgaslose Antriebsart zur Verfügung zu haben, so daß man z.B. im Freien mit Dieselmotor, Batterie, und Elektromotor und in der Halle nur mit Batterie und Elektromotor fährt. Außerdem kann man dann im Freien bei laufendem Dieselmotor die für den Elektromotor benötigte Batterie aufladen. Ein typisches Beispiel für diese Antriebsart zeigt das DE-GM 81 37 429« Dabei muß die gesamte Anlage für die maximal benötigte

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Antriebsleistung ausgelegt werden, d.h. nicht nut der Dieselmotor, sondern auch die Batterie und der Elektromotor.

Auch der Antrieb mit Elektromotor läßt sich Über die Impulssteuerung sehr feinfühlig regeln. Vor- und Rückwärtsfahren erreicht man lediglich durch Umpolen des Elektromotors.

Im Freien können mit solchen Nutzfahrzeugen, z.B. auf Flughäfen, Geschwindigkeiten bit zu 30 km/h oder mehr gefahren werden, wofür dann die volle Antriebsleistung benötigt wird. In der Halle oder auf

ν einem Werksgelände sind solche Geschwindigkeiten viel zu hoch. Allge

mein gilt, daß dort nicht schneller als 8-10 km/n gefahren werden darf.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine neue Hybrid-Antriebsart zu schaffen, die sich für alle verschiedenen Betriebsverhältnisse hervorragend eignet, auf besonders gr oße und nicht serienmäßige kostspielige Antriebsaggregate verzichten kann und damit völlig unerwartet eine ganze Reihe erheblicher Vorteile bietet.

Dies wird gemäß der Neuerung dadurch erreicht, daß parallel zu diesem Hauptantriebsstrang an dessen Druckleitungen ein elektro-hydrau- ^ lischer Nebenantriebsstrang angeschlossen ist.

Insbesondere zeichnet sich die Neuerung dadurch aus, daß der an den Druckleitungen des Hauptantriebssrranges angeschlossene Nebenantriebsstrang aus einer hydrostatischen Pumpe, einem diese Pumpe antreibenden Elektromotor und einer diesen Elektromotor speisenden Batterie besteht, und daß an dem Verbrennungsmotor ein durch diesen angetriebener Generator zur Speisung der Batterie vorgesehen ist.

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Weitere Ausgestaltungen der Neuerung sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Die Neuerung wird nunmehr anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen näher erläutert.

In der rein ichematisch aufzufassenden Zeichnung Ist ein vollständiges Antriebsaggregat gemäß der Neuerung dargestellt. Dieses Antriebsaggregat besteh» zunächst aus einem Hauptantriebsstrang 1, bestehend aus einem Verbrennungsmotor 2, vorzugsweise ein Dieselmotor, dessen Drehzahl in Üblicher Weise variabel ist. Von diesem Dieselmotor wird eine hydrostatische Versteilpumpe 3 angetrieben. Diese Verstellpumpe kann entweder unmittelbar an den Verbrennungsmotor oder Dieselmotor angeflanscht sein oder aber über ein Getriebe angetrieben werden. Von dieser hydrostatischen Verstellpumpe 3 gehen dann zwei besonders hervorgehobene Druckleitungen 4 aus, die nach einem Hydraulikölmotor 5 fuhren, der zum Antrieb einer Antriebsachse 6 dient. Hierbei wird die Hinterachse angetrieben.

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Dies ist eine an sich völlig normale übliche Anordnung, bei der die gesamte Antriebsleistung immer auf den maximalen Leistungsbedarf ausgelegt sein muß, unabhängig davon, ob diese Leistung immer und in jedem Fall benötigt wird.

Gemäß der Neuerung ist nun parallel zu diesem Hauptantriebsstrang 1 ein Nebenantriebsstrang 7 vorgesehen, der über T-Glieder und Über zwei besonders hervorgehobene Druckleitungen 8 an die Druckleitungen 4 angeschlossen ist. Irgendwelche Unlenkventile oder Abzweigventile sind hierbei nicht erforderlich.

Diese Druckleitungen 8 führen zu einer hydrostatischen Konstantpumpe 9, die auch im Bedarfsfall für eine noch weitere Regelung eine hydrostatische Verstell-

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pumpe sein kanu. Diese hydrostatische Pumpe 9 wird durch einen elektromotor 10, vorzugsweise ein Reihenschluß-Gleichstrommotor, angerrieben, der aus einer Batterie 11 gespeist wird. Zwischen Elektromotor 10 und Batterie 11 ist eine Impulssteuerung 12 vorgesehen, deren Zweck noch näher erläutert wird. Ferner ist ein Generator 13 vorgesehen, der antriebsmäßig mit dem Verbrennungsmotor 2 gekuppelt ist. Dieser Generator 13 liefert Strom Über einen Batterieregler 14 zum Aufladen der Batterie. Zum Betrieb der Anlage ist ein elektrischer Fahrgeber 15 rein schematisch angedeutet, der mit dem Gaspedal 16 mechanisch gekuppelt ist. Mit Hilfe des Gaspedals 16 wird die Einspritzpumpe 17 des Dieselmotors zur Drehzahlregelung betätigt.

Da erfahrungsgemäß das Verhältnis von einer Fahrt in der Halle zur Fahrt im Freien etwa 1 : 5 beträgt, und in der Halle nur eine geringe Geschwindigkeit von etwa 8 bis 10 km/h zugelassen werden kann, ist diese neue Antriebsart allen bisher bekannten Antriebssystemen Überlegen. Der Antrieb während der Fahrt im Freien erfolgt in Üblicher Weise über den Verbrennungsmotor 4 mit angeflanschter hydrostatischer Verstellpumpe und dem an der Hinterachse 6 angeflanschten Ölmotor 5. In den Druckleitungen 4 des Hochdruckkreislaufs ist Über T-Verzweigungen die hydrostatische Pumpe 9 angeschlossen, die durch den Reihenschluß-Gleichstrommotor angetrieben wird.

Dieses elektrisch angetriebene hydrostatische Aggregat kann nunmehr fUr die geringere Fahrgeschwindigkeit entsprechend klein ausgelegt werden, so daß die Fahrgeschwindigkeit, die ölmengenabhängig ist, in Verbindung mit dem bereits vorhandenen Ölmotor 5 nur 10 km/U beträgt. Desgleichen kann auch die Batterie kleiner sein.

Da aber die Zugkraft des Fahrzeuges rein druckabhängig ist und die wesentlich kleinere hydrostatische Pumpe 9 bei entsprechen geringerer

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Menge den gleichen Druck liefert wir die große Pumpe, ist die Anfahrzugkraft in beiden Betriebsarten gleich. Der Reihenschluß-Gleichstrommotor wird über eine bei diesen Fahrzeugen Übliche Impulssteuerung in seiner Drehzahl geregelt. Außerdem wird der Vers te I !winkel der hydrostatischen Verstellpumpe hochdruckabhängig automatisch geregelt. Da die mit stabilisiertem Schieber arbeitenden hydrostatischen Verstellpumpen in der Nullstellung absolut dicht schließen, können zusätzliche Umschaltventile entfallen.

Wahrend der Fahrt im Freien wird also der normale Antrieb Über Dieselmotor, hydrostatische Verstellpumpe und Ölmotor verwendet, während gleichzeitig der Generator Über den elektronischen Batterieregler die Batterie speist» die beispielsweise bei einer Batteriespannung von 80 Volt eine «Opazität von 200 Ah aufweist.

Bei der Fahrt in einer Halle wird der Verbrennungsmotor 2 abgeschaltet und die hydrostatische Verstellpumpe 3 auf Null gestellt. Damit wird Über die Impulssteuerung 12 gleichzeitig die wesentlich kleinere hydrostatische Pumpe 9 eingeschaltet, die dann über das normale Gaspedal und den elektrischen Fahrgeber 15 durch den Elektromotor 10 Über die Impulssteuerung 12 mit Batteriestrom stufenlos angetrieben wird.

Die Umschaltung von einer auf die andere Antriebsart kann sogar während der Fahrt ohne Zugkraftunterbrechung erfolgen.

Außerdem ist es möglich, beide Antriebsstränge gleichzeitig einzuschalten, was eine Geschwindigkeitserhöhung entsprechend der von beiden Aggregaten geförderten Ölmenge zur Folge hätte.

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Durcb die Neuerung ergeben sich dabei zusammengefaßt folgende Vorteile:

Bei einem Betrieb mit Dieselmotor werden Fahrleistungen wie bei einen? rein hydrostatisch angetriebenen Fahrzeug ohne Umweg Über Generatorstramerzeugung, Batterie und Elektromotor erreicht. Da jedoch der Hauptantriebsstrang mit Dieselmotor und der Nebenantriebsstrang mit Elektromotor tatsächlich vollständig voneinander getrennt sind, ergibt sich eine hohe Betriebssicherheit, da dieses Fahrzeug zwei voneinander unabhängige Antriebssysteme aufweist.

^ Auch bei Elektrobetrieb erhält man die gleich hohe Anfahrzugkraft wie bei

Dieselbetrieb, nur bei niedrigerer Geschwindigkeit. Da der elektrische Antrieb nur für den Hallenbetrieb ausgelegt weiden muß, können relativ kleine und damit preiswertere elektrische Bauteile aus vorhandenen Serien verwendet werden. Entsprechend kleiner kann auch die Fahrbatterie ausgelegt werden, ohne daß eine sich auf die Lebensdauer auswirkende Beeinträchtigung zu erwarten ist.

Sollte es in einzelnen Fallen erforderlich sein, ein Fahrzeug zu bauen, mit dem in der Halle höhere Geschwindigkeiten gefahren werden können, so ist es konstruktiv ohne weiteres möglich, durch Einsatz einer größeren ^ hydrostatischen Pumpe 9 und durch einen größeren Elektromotor 10 dieses

Ziel zu erreichen, ohne daß die gesamte Fahrzeugkonstruktion geändert werden müßte.

Von besonderem Vorteil ist es, daß man bei dieser neuen Antriebsart bei der Anordnung von Motor, hydrostatischer Pumpe und Elektromotor in der Anordnung völlig frei ist. Dadurch ergeben sich sehr große Vorteile bei der räumlichen Anordnung der einzelnen Aggregate und somit Möglichkeiten für eine äußerst platzsparende Bauweise.

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Claims

NEUE SCHUTZANSPRÜCHE

1. Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug mit einem einen Verbrennungsmotor (2) einer dadurch angetriebenen hydrostatischen Verstellpumpe (3) und emem durch diese gesteuerten hydraulischen Antriebsmotor enthaltenden Antriebsstrang, gekennzeichnet durch einen elektrohydrautischen Nebenantriebsstrang (7), der an den von der hydrostatischen Verstellpumpe (3) nach dem hydraulischen Motor (5) führenden Druckleitungen angeflanscht ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Druckleitungen (4) des Hauptantriebsstranges (1) oigefl·Tischte Nebenantriebsstrang (7) aus einer hydrostatischen P mpe (9), einem diese Pumpe antreibenden Elektromotor (10) und einer diesen Elektromotor speisenden Batterie (11) besteht.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 -ind 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verbrennungsmotor ein durch diesen angetriebener Generator (13) zur Speisung der Batterie (11) vorgesehen ist.