DE9421349U1 - Superimposed steering and drive system - Google Patents

Superimposed steering and drive system

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Description

Unser Zeichen: P 5912 DE 13. Ju.Ii 199 5Our reference: P 5912 DE 13. Ju.Ii 199 5

RENK AKTIENGESELLSCHAFTRENK AKTIENGESELLSCHAFT

Überlagerunqs-Lenk- und AntriebsanlageSuperposition steering and drive system

Die Erfindung betrifft eine Überlagerungs-Lenk- und Antriebsanlage für differenzdrehzahl-gelenkte Fahrzeuge, insbesondere Kettenfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a superposition steering and drive system for differential speed steered vehicles, in particular tracked vehicles, according to the preamble of claim 1.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Abschleppen des Fahrzeuges ohne Getriebeschaden zu ermöglichen, ein Anfahren ohne Motor bergab beispielsweise bei zu schwacher oder stromloser Batterie oder ohne Batterie zu ermöglichen und hierfür die erforderliche Lenkbarkeit des Fahrzeuges zu schaffen.The invention is intended to solve the problem of enabling the vehicle to be towed without transmission damage, enabling the vehicle to be started downhill without the engine, for example when the battery is too weak or has no power or when there is no battery, and creating the necessary steerability of the vehicle for this purpose.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further features of the invention are contained in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigenThe invention is described below with reference to the drawing using a preferred embodiment as an example. The drawing shows

Fig. 1 schematisch eine Überlagerungs-Lenk- und Antriebsanlage gemäß der Erfindung.Fig. 1 shows schematically a superposition steering and drive system according to the invention.

Die in den Zeichnungen dargestellte Überlagerungs-Lenk- und Antriebsanlage für differenzdrehzahl-gelenkte Fahrzeuge, insbesondere Kettenfahrzeuge, besteht insbesondere aus einem Fahrantrieb 2 und einem Lenkantrieb 4. Der Fahrantrieb 2 enthält antriebsmäßig nacheinander einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 6 mit einer ihn im Bedarfsfalle überbrückenden überbrückungskupplung 8 und einem Gangwechselgetriebe 10 mit zwei Fahrantriebsausgangen 12 und 14. Ferner sind zwei Planetenrad-Differentialgetriebe 16 und 18 zur Überlagerung des Lenkantriebes 4 mit dem Fahrantrieb 2 an den beiden Fahrantriebsausgangen 12 und 14 vorgesehen. Der Fahrantrieb enthält eine Hydrostatikeinheit 20, welche eingangsseitig eine hydrostatische Verstellpumpe 22 und ausgangsseitig einen hydrostatischen Konstantmotor 24 aufweist. Ein Antriebsmotor 26, beispielsweise ein Dieselmotor, ist antriebsmäßig mit der Verstellpumpe 22 des Lenkantriebes 4, mit der Eingangsseite der aus hydrodynamischem Drehmomentwandler 6 und überbrückungskupplung 8 bestehenden Kupplungseinheit, und mit einer ersten Ölpumpe 28 je antriebsmäßig verbunden. Der Lenkantrieb 4 enthält eine die beiden Differentialgetriebe 16 und 18 antriebsmäßig miteinander verbindende Nullwelle 30.The superimposed steering and drive system shown in the drawings for differential speed steered vehicles, in particular tracked vehicles, consists in particular of a travel drive 2 and a steering drive 4. The travel drive 2 contains, in terms of drive, a hydrodynamic torque converter 6 with a lock-up clutch 8 that bridges it if necessary and a gear change gearbox 10 with two travel drive outputs 12 and 14. Furthermore, two planetary gear differential gearboxes 16 and 18 are provided for superimposing the steering drive 4 with the travel drive 2 at the two travel drive outputs 12 and 14. The travel drive contains a hydrostatic unit 20, which has a hydrostatic variable displacement pump 22 on the input side and a hydrostatic constant displacement motor 24 on the output side. A drive motor 26, for example a diesel engine, is connected to the variable displacement pump 22 of the steering drive 4, to the input side of the clutch unit consisting of the hydrodynamic torque converter 6 and the lock-up clutch 8, and to a first oil pump 28. The steering drive 4 contains a zero shaft 30 that connects the two differential gears 16 and 18 to one another.

Die vom Antriebsmotor 2 6 direkt angetriebene erste Ölpumpe 28 liegt in einem ölkreislauf, in welchem sich die mit öl versorgten Teile einer Getriebesteuerung 34 für dasThe first oil pump 28, which is directly driven by the drive motor 26, is located in an oil circuit in which the oil-supplied parts of a transmission control 34 for the

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Gangwechselgetriebe 10, eine Hydrostatiksteuerung 3 6 für die Hydrostatikeinheit 20, einer Ölversorgungseinrichtung 38 für den Drehmomentwandler 6, einer Getriebeschmierung 40 für das Gangwechselgetriebe 10 und ein ölsumpf 42 befinden.Gear change transmission 10, a hydrostatic control 36 for the hydrostatic unit 20, an oil supply device 38 for the torque converter 6, a transmission lubrication 40 for the gear change transmission 10 and an oil sump 42.

Der ersten Ölpumpe 28 ist eine zweite Ölpumpe 44 parallel geschaltet, welche mit einem der Getriebeausgänge 12, 14 antriebsmäßig verbunden ist und dadurch auch bei nicht-in Betrieb-befindlichem Antriebsmotor 26 die Ölversorgung bei rollendem oder fahrendem Fahrzeug sicherstellt und dadurch die Lenkfähigkeit des Fahrzeuges herstellt oder aufrechterhält. Hierfür ist es erforderlich, daß das Fahrzeug mit einer Mindestgeschwindigkeit von beispielsweise 8 km/h rollt.A second oil pump 44 is connected in parallel to the first oil pump 28, which is connected to one of the transmission outputs 12, 14 and thus ensures the oil supply when the vehicle is rolling or moving even when the drive motor 26 is not in operation and thus establishes or maintains the steerability of the vehicle. For this, it is necessary that the vehicle rolls at a minimum speed of, for example, 8 km/h.

Eine dritte ölpumpe 46 wird von einem Elektromotor 48 angetrieben und ist der ersten Ölpumpe 28 ebenfalls parallel geschaltet. Die dritte ölpumpe 4 6 versorgt bei eingeschaltetem Elektromotor 48 die genannten Einheiten 34, 36, 38, 40 und 42 auch dann mit Öl, wenn das Fahrzeug steht und der Antriebsmotor 2 6 ausgeschaltet ist oder ausgefallen ist. Dadurch ist bei eingeschaltetem Elektromotor 48 der dritten ölpumpe 4 6 die volle Lenkfähigkeit des Fahrzeuges auch bei ausgeschaltetem Antriebsmotor 2 6 bereits im Anfahrmoment bei Fahrzeuggeschwindigkeit 0 und damit auch bei unter 8 km/h gelegenen Fahrzeuggeschwindigkeiten vollständig gegeben. Somit besteht die Möglichkeit ein Fahrzeug , beispielsweise einen Panzer, an einem Berg oder Hang ohne Einschalten des Antriebsmotors 2 6 lautlos vorwärts oder rückwärts anrollen zu lassen und dabei von Anfang an zu lenken.A third oil pump 46 is driven by an electric motor 48 and is also connected in parallel to the first oil pump 28. When the electric motor 48 is switched on, the third oil pump 46 supplies the units 34, 36, 38, 40 and 42 mentioned with oil even when the vehicle is stationary and the drive motor 26 is switched off or has failed. As a result, when the electric motor 48 of the third oil pump 46 is switched on, the vehicle is fully able to steer even when the drive motor 26 is switched off, even at the moment of starting at a vehicle speed of 0 and thus also at vehicle speeds of less than 8 km/h. This makes it possible to let a vehicle, for example a tank, roll silently forwards or backwards on a hill or slope without switching on the drive motor 26 and to steer from the start.

Daraus ist ersichtlich, daß die dritte ölpumpe 46 mit ihrem Elektromotor 48 nur bedarfsweise von Hand oder automatisch eingeschaltet zu werden braucht. Im Normalbetrieb genügtFrom this it is clear that the third oil pump 46 with its electric motor 48 only needs to be switched on manually or automatically when required. In normal operation,

die Ölversorgung mit der ersten Ölpumpe 28. Die zweite ölpumpe 44 kann zusammen mit der ersten Ölpumpe 28 mitlaufen, so daß die erste ölpumpe 28 und die zweite Ölpumpe 44 kleiner dimenionsiert sein können, da sie sich dann die Ölförderleistung aufteilen. In abgewandelter Ausführungsform könnte die zweite ölpumpe 44 auch mit einer Kupplung versehen sein, welche im Bedarfsfalle automatisch oder von Hand eingeschaltet wird.the oil supply with the first oil pump 28. The second oil pump 44 can run together with the first oil pump 28, so that the first oil pump 28 and the second oil pump 44 can be smaller in size, since they then share the oil delivery capacity. In a modified embodiment, the second oil pump 44 could also be provided with a clutch, which is switched on automatically or manually if necessary.

Im folgenden werden die wesentlichen Funktionen der Erfindung beschrieben.The essential functions of the invention are described below.

Während der Fahrt des nicht im einzelnen dargestellten Fahrzeuges wird der Bewegung des Fahrantriebes 2 die Bewegung des Lenkantriebes 4 stufenlos überlagert.While the vehicle (not shown in detail) is travelling, the movement of the drive 2 is continuously superimposed on the movement of the steering drive 4.

Ein Drehen des Fahrzeuges um die Hochachse kann entweder in der Betriebsstellung "Neutral" oder "Pivoting" erfolgen. In der Neutral-Stellung des Fahrantriebes 2 ist das Gangwechselgetriebe 10 geöffnet, d.h. die Zentralwelle oder Fahrantriebsausgänge 12, 14 sind frei drehbar. Die beiden Fahrantriebsausgänge 12 und 14 sind beispielsweise durch eine einzige Welle, die genannte Zentralwelle, gebildet, welche beidseitig axial über das Gangwechselgetriebe 10 hinausragt und an ihren Enden mit den beiden Planetenrad-Differentialgetrieben 16 und 18 antriebsmäßig verbunden ist.The vehicle can be rotated around the vertical axis either in the "neutral" or "pivoting" operating position. In the neutral position of the drive 2, the gear change transmission 10 is open, i.e. the central shaft or drive outputs 12, 14 can rotate freely. The two drive outputs 12 and 14 are formed, for example, by a single shaft, the central shaft mentioned, which projects axially beyond the gear change transmission 10 on both sides and is connected at its ends to the two planetary gear differential gears 16 and 18.

Beim Drehen des Fahrzeuges richten sich die Geschwindigkeiten an den Fahrzeugrädern, im Falle eines Radfahrzeuges, oder an den Fahrketten, im Falle eines Kettenfahrzeuges wie beispielsweise eines Panzers, nach den Fahrwiderständen auf dem Boden. Wenn beispielsweise der Widerstand an einer Fahrkette wesentlich höher ist als an der anderen, dann wird das Fahrzeug um die Kette drehen, anWhen the vehicle turns, the speeds at the vehicle wheels, in the case of a wheeled vehicle, or at the tracks, in the case of a tracked vehicle such as a tank, depend on the driving resistance on the ground. If, for example, the resistance on one track is significantly higher than on the other, then the vehicle will turn around the track on which

welcher der höhere Widerstand vorhanden ist. In der Stellung "Pivoting" wird die Zentralwelle 12, 14 durch das Gangwechselgetriebe festgehalten und den beiden Fahrketten wird die gleiche Geschwindigkeit aufgezwungen, mit entgegengesetzten Drehrichtungen. Das Fahrzeug dreht um seine Schwerpunkt-Hochachse.which has the higher resistance. In the "pivoting" position, the central shaft 12, 14 is held by the gear change gearbox and the two drive chains are forced to run at the same speed, with opposite directions of rotation. The vehicle rotates around its center of gravity vertical axis.

Die Verstellpumpe 22 der Hydrostatikeinheit 20 wird direkt vom Antriebsmotor 26 angetrieben. Bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten wird die Überbrückungskupplung 8 des Drehmomentwandlers 6 automatisch geöffnet, um erstens den Antriebsmotor 2 6 bei höherer Drehzahl und damit bei höherer Leistung laufen lassen zu können, als es die Getriebeübersetzung des Gangwechselgetriebes 10 bei der gegebenen Fahrgeschwindigkeit zulassen würde, und zweitens die Drehmomentwandlung des Drehmomentwandlers 6 nutzen zu können.The variable displacement pump 22 of the hydrostatic unit 20 is driven directly by the drive motor 26. At low driving speeds, the lock-up clutch 8 of the torque converter 6 is opened automatically in order to firstly run the drive motor 26 at a higher speed and thus at a higher power than the gear ratio of the gear change transmission 10 would allow at the given driving speed, and secondly to be able to use the torque conversion of the torque converter 6.

Diese höhere Drehzahl des Antriebsmotors 26 kommt auch der Verstellpumpe 22 zugute. Es können dadurch kleinere Lenkradien gefahren werden, als wenn die Verstellpumpe 22 von der Antriebsseite des Drehmomentwandlers 6 angetrieben würde.This higher speed of the drive motor 26 also benefits the variable displacement pump 22. This allows smaller steering radii to be achieved than if the variable displacement pump 22 were driven by the drive side of the torque converter 6.

Jede Hydrostatikeinheit hat eine ölleckage, die je nach Öldruck bis über 2 0 % des Fördervolumens sein kann (Pumpe 2 2 und Motor 2 4 zusammen). Bei niedrigen Drehzahlen der Verstellpumpe 22 und hohen Lenkmomenten muß zunächst die Ölleckage gedeckt werden, bevor sich der Hydrostatikmotor 24 zu drehen beginnt. Wird die Verstellpumpe 22 von einer Welle nach dem Drehmomentwandler 6 angetrieben, d.h. ist sie also mit einer festen Übersetzung im kleinsten Gang an die Fahrgeschwindigkeit gebunden, dann ist das Fahrzeug bei kleinen Geschwindigkeiten lenkunfähig. Da jedoch im vorliegenden Falle die Verstellpumpe 22 von einer Welle vorEach hydrostatic unit has an oil leak, which depending on the oil pressure can be up to 20% of the delivery volume (pump 22 and motor 24 together). At low speeds of the variable displacement pump 22 and high steering torques, the oil leak must first be covered before the hydrostatic motor 24 starts to rotate. If the variable displacement pump 22 is driven by a shaft after the torque converter 6, i.e. it is tied to the driving speed with a fixed gear ratio in the lowest gear, then the vehicle is unable to steer at low speeds. However, since in the present case the variable displacement pump 22 is driven by a shaft before

dem Drehmomentwandler 6 angetrieben wird, bleibt das Fahrzeug auch bei kleinsten Fahrgeschwindigkeiten lenkfähig.the torque converter 6, the vehicle remains steerable even at the lowest driving speeds.

Wenn das Fahrzeug in Bewegung ist und der Antriebsmotor 26 stoppt, beispielweise wegen Kraftstoffmangels bei einer Geschwindigkeit, in der die überbrückungskupplung 8 geöffnet ist, so würde die Verstellpumpe 22 des Lenkantriebes 4 nicht mehr angetrieben und das Fahrzeug lenkunfähig sein. Eine elektronische Steuerung der Getriebesteuerung 34 erkennt jedoch diesen Vorgang an der abfallenden Drehzahl des Antriebsmotors 26 und schließt automatisch die Wandler-überbrückungskupplung 8. Die Lenkfähigkeit des Fahrzeuges bleibt in diesem Fall bis ca. 3 km/h erhalten. Für diese Funktion macht es keinen Unterschied, ob die Verstellpumpe 22 vor oder nach dem Drehmomentwandler 6 angetrieben wird, da die Überbrückungskupplung 8 geschlossen ist.If the vehicle is moving and the drive motor 26 stops, for example due to a lack of fuel at a speed at which the lock-up clutch 8 is open, the variable displacement pump 22 of the steering drive 4 would no longer be driven and the vehicle would be unable to steer. However, an electronic control of the transmission control 34 recognizes this process from the falling speed of the drive motor 26 and automatically closes the converter lock-up clutch 8. In this case, the vehicle's ability to steer is maintained up to approx. 3 km/h. For this function, it makes no difference whether the variable displacement pump 22 is driven before or after the torque converter 6, since the lock-up clutch 8 is closed.

Wenn das Fahrzeug auf einer Anhöhe abgestellt und der Antriebsmotor 2 6 gestoppt ist oder abgeschaltet ist, d.h. wenn weder das Fahrzeug noch der Antriebsmotor 2 6 sich bewegen, dann läuft in diesem Zustand weder die erste ölpumpe 28 noch die zweite ölpumpe 44 und die Freigänge des Gangwechselgetriebes 10 sowie die Wandlerüberbrückungskupplung 8 sind geöffnet. Läßt man nun das Fahrzeug vorwärts den Berg hinunterrollen, dann wird von der Fahrzeugbewegung die zweite ölpumpe 44 angetrieben, welche die hydraulische Steuerung versorgt. Bei ca. 8 bis 10 km/h genügend Öldruck aufgebaut, so daß ein Fahrgang des Gangwechselgetriebes 10 und die überbrückungskupplung 8 geschlossen werden können. Damit ist die Lenkfähigkeit des Fahrzeuges hergestellt. Sie bleibt nun erhalten bis ca. 3 km/h.If the vehicle is parked on a hill and the drive motor 2 6 is stopped or switched off, i.e. if neither the vehicle nor the drive motor 2 6 are moving, then in this state neither the first oil pump 28 nor the second oil pump 44 are running and the free gears of the gear change transmission 10 and the torque converter lock-up clutch 8 are open. If the vehicle is now allowed to roll forwards down the hill, the vehicle movement drives the second oil pump 44, which supplies the hydraulic control. At approx. 8 to 10 km/h, enough oil pressure is built up so that a gear of the gear change transmission 10 and the lock-up clutch 8 can be closed. This restores the vehicle's ability to steer. This is now maintained up to approx. 3 km/h.

Wenn die Lenkfähigkeit des Fahrzeuges schon bei kleineren Geschwindigkeiten als 8 bis 10 km/h erzeugt werden soll, oder wenn das Fahrzeug den Berg rückwärts hinunterrollt und die erste Ölpumpe 28 nicht umschaltbar ist, dann muß die durch einen Elektromotor 38 antreibbare dritte Pumpe 46 eingeschaltet werden, um die Zeit zu überbrücken, bis die erste Pumpe 28 und zweite Pumpe 44 genügend Ölmenge fördern. Auch für diese Funktion macht es keinen Unterschied, ob die Verstellpumpe 22 der Hydrostatikeinheit 20 vor oder nach dem Drehmomentwandler 6 angetrieben wird.If the vehicle is to be able to steer at speeds of less than 8 to 10 km/h, or if the vehicle rolls backwards down a hill and the first oil pump 28 cannot be switched over, then the third pump 46, which can be driven by an electric motor 38, must be switched on to bridge the time until the first pump 28 and second pump 44 deliver a sufficient amount of oil. For this function, too, it makes no difference whether the variable displacement pump 22 of the hydrostatic unit 20 is driven before or after the torque converter 6.

Das Gangwechselgetriebe enthält Lamellenkupplungen für beispielsweise 6 Vorwärtsgange und 6 Rückwärtsgänge. Die Rückwärtsgänge können elektronisch gesperrt sein. Alle Gänge sind mit Überbrückungskupplung 8 fahrbar, was die Energieverluste wesentlich reduziert.The gear change gearbox contains multi-plate clutches for, for example, 6 forward gears and 6 reverse gears. The reverse gears can be electronically locked. All gears can be operated with lock-up clutch 8, which significantly reduces energy losses.

Claims (2)

Unser Zeichen: P 5912 DE 13. Juli 1995Our reference: P 5912 DE 13 July 1995 RENK AKTIENGESELLSCHAFTRENK AKTIENGESELLSCHAFT Schutz ansprücheProtection claims Überlagerungs-Lenk- und Antriebsanlage für differentialdrehzahl-gelenkte Fahrzeuge, insbesondere Kettenfahrzeuge, mit einem Fahrantrieb (2), welcher antriebsmäßig nacheinander einen Drehmomentwandler (6), der mit einer Überbrückungskupplung (8) versehen ist, und ein Gangwechselgetriebe (10) mit zwei Fahrantriebsausgängen (12,14) hat, mit einem Lenkantrieb (4), mit einem beide Antriebe (2,4) antreibenden Antriebsmotor (26), mit zwei Differentialgetrieben (16,18) zur Überlagerung des Lenkantriebes (4) mit dem Fahrantrieb (2) an den beiden Fahrantriebsausgängen (12,14), und mit mindestens einer mit dem Antriebsmotor (2 6) vor dem Drehmomentwandler (6) und ihrer Überbrückungskupplung (8) und/oder mit dem FahrantriebSuperimposed steering and drive system for differential speed steered vehicles, in particular tracked vehicles, with a travel drive (2) which has a torque converter (6) provided with a lock-up clutch (8) and a gear change transmission (10) with two travel drive outputs (12,14), with a steering drive (4), with a drive motor (26) driving both drives (2,4), with two differential gears (16,18) for superimposing the steering drive (4) with the travel drive (2) at the two travel drive outputs (12,14), and with at least one with the drive motor (26) in front of the torque converter (6) and its lock-up clutch (8) and/or with the travel drive (2) nach dem Drehmomentwandler (6) und ihrer Überbrückungskupplung (8) oder nach dem Gangwechselgetriebe (10) antriebsmäßig verbundenen ölpumpe (28,44) zur Ölversorgung der Anlage und ihrer ölgesteuerten Steuereinrichtungen (34,36,38,40,42),(2) oil pump (28,44) connected to the torque converter (6) and its lock-up clutch (8) or to the gear change gearbox (10) for supplying oil to the system and its oil-controlled control devices (34,36,38,40,42), dadurch gekennzeichnet,characterized, daß mindestens eine zusätzliche Ölpumpe (46) vorgesehen ist, die mit einem sie antreibenden, bedarfsweise einschaltbaren Elektromotor (48) versehen ist und zu denthat at least one additional oil pump (46) is provided, which is provided with an electric motor (48) that drives it and can be switched on as required and is connected to the mindestens vorhandenen Ölpumpen (28,44) mit Bezug zu deren Ölkreislauf (32) parallel derart angeordnet ist, daß sie anstelle der mindestens vorhandenen ölpumpen (28,44) die Ölversorgung übernehmen kann.at least one oil pump (28,44) present is arranged in parallel with respect to the oil circuit (32) thereof in such a way that it can take over the oil supply instead of the at least one oil pump (28,44). 2. Überlagerungs-Lenk- und Antriebsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzliche Elektromotor-ölpumpe (46) in Abhängigkeit von Betriebskriterien wie insbesondere Öldruck im Ölkreislauf (32) und/oder der Drehzahl des Antriebsmotors (26) und/oder der Fahrantriebsausgange (12,14) oder der Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch eingeschaltet oder ausgeschaltet wird, wenn diese Betriebskriterien bestimmte Werte haben.2. Superposition steering and drive system according to claim 1,
characterized,
that the additional electric motor oil pump (46) is automatically switched on or off depending on operating criteria such as in particular oil pressure in the oil circuit (32) and/or the speed of the drive motor (26) and/or the travel drive outputs (12,14) or the vehicle speed when these operating criteria have certain values.
DE9421349U 1994-06-22 1994-06-22 Superimposed steering and drive system Expired - Lifetime DE9421349U1 (en)

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