NL1042179B1

NL1042179B1 - DEVICE FOR DRIVING VEHICLES

Info

Publication number: NL1042179B1
Application number: NL1042179A
Authority: NL
Inventors: Antoon Franciscus Spierings Koen
Original assignee: Spring Dev B V
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-06-19

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor de aandrijving van voertuigen, waarbij de inrichting wordt gekenmerkt door een veel lagere mechanische belasting van het merendeel van de voor de aandrijving benodigde componenten. De inrichting volgens de uitvinding biedt de mogelijkheid om de aandrijving van bij voorbeeld tractoren en andere landbouwwerktuigen, maar ook van bij voorbeeld vrachtwagens, lichter en compacter uit te voeren en derhalve tegen lagere kosten te produceren.The present invention relates to a device for driving vehicles, wherein the device is characterized by a much lower mechanical load on the majority of the components required for the drive. The device according to the invention offers the possibility of carrying out the drive of, for example, tractors and other agricultural implements, but also of, for example, trucks, lighter and more compact and therefore produce at a lower cost.

Description

INRICHTING VOOR DE AANDRIJVING VAN VOERTUIGENDEVICE FOR DRIVING VEHICLES

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor de aandrijving van voertuigen, waarbij de inrichting wordt gekenmerkt door een veel lagere mechanische belasting van het merendeel van de voor de aandrijving benodigde componenten.The present invention relates to a device for driving vehicles, wherein the device is characterized by a much lower mechanical load on the majority of the components required for the drive.

De aandrijving van landbouwvoertuigen, zoals bij voorbeeld tractoren, volgens de stand van de techniek bestaat normaliter uit een motor waarvan de as gekoppeld is aan een versnellingsbak of transmissie. In de transmissie wordt het toerental van de as van de motor omgezet in een ander, doorgaans lager, toerental met een hoger koppel. De landbouwvoertuigen omvatten de mogelijkheid om zowel de vooras als de achteras aan te drijven. Door middel van een aanvullende koppeling kan de aandrijving van de vooras worden uitgeschakeld.The drive of agricultural vehicles, such as for example tractors, according to the state of the art normally consists of an engine whose axle is coupled to a gearbox or transmission. In the transmission, the speed of the shaft of the engine is converted into a different, usually lower, speed with a higher torque. The agricultural vehicles include the ability to drive both the front axle and the rear axle. The front axle drive can be switched off by means of an additional coupling.

Voorts omvat de aandrijving van landbouwvoertuigen volgens de stand van de techniek een differentieel voor en achter, waarmee de aandrijving naar respectievelijk de linker- en de rechterkant van het voertuig wordt verdeeld. Het voertuig omvat een koppeling om een differentieel te kunnen blokkeren indien een wiel bij een hoge vereiste trekkracht van het voertuig gaat slippen. Gezien het feit dat een tractor bij lage snelheden een hoog vermogen moet kunnen leveren, kan het koppel in de aandrijving, waaronder de assen, heel groot worden. De voertuigen volgens de stand van de techniek hebben om die reden een eindvertraging in de wielen, waardoor een as sneller mag draaien dan het door die as aangedreven wiel. Desondanks zijn er toch zware assen en overbrengingen vereist voor dit type voertuigen. Dit draagt in significante mate bij aan de relatief hoge productiekosten van tractoren.Furthermore, the drive of agricultural vehicles according to the prior art comprises a front and rear differential, with which the drive is distributed to the left and the right-hand side of the vehicle, respectively. The vehicle comprises a coupling to be able to block a differential if a wheel starts to slip from the vehicle with a high required tractive force. Given that a tractor must be able to deliver high power at low speeds, the torque in the drive, including the axles, can become very large. For this reason, the vehicles according to the state of the art have a final deceleration in the wheels, whereby an axle may rotate faster than the wheel driven by that axle. Nevertheless, heavy axles and transmissions are required for this type of vehicle. This contributes significantly to the relatively high production costs of tractors.

De inrichting volgens de uitvinding biedt de mogelijkheid om de aandrijving van tractoren en andere landbouwwerktuigen, maar ook van bij voorbeeld vrachtwagens, lichter en compacter uit te voeren en derhalve tegen lagere kosten te produceren.The device according to the invention offers the possibility of executing the drive of tractors and other agricultural implements, but also of, for example, trucks, lighter and more compact and therefore produce them at a lower cost.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van een tweetal figuren.The invention will now be further elucidated with reference to two figures.

Daarbij toont: - fig. 1 een schematische weergave van de samenhang tussen de in de context van de aandrijving belangrijke componenten van een landbouwvoertuig volgens de stand van de techniek; - fig. 2 een schematische weergave van de samenhang tussen de in de context van de aandrijving belangrijke componenten van een landbouwvoertuig met een aandrijfinrichting volgens de uitvinding.Fig. 1 shows a diagrammatic representation of the relationship between the components of an agricultural vehicle according to the prior art which are important in the context of the drive; Fig. 2 shows a diagrammatic representation of the relationship between the components of an agricultural vehicle important in the context of the drive with a drive device according to the invention.

In deze beschrijving en in de figuren hebben gelijke of gelijksoortige delen gelijke of gelijksoortige verwijzingscijfers.In this description and in the figures, the same or similar parts have the same or similar reference numerals.

Fig. 1 is een schematische weergave van de samenhang tussen de in de context van de aandrijving belangrijke componenten van een landbouwvoertuig volgens de stand van de techniek. Dit landbouwvoertuig volgens de stand van de techniek omvat een motor 1 welke is gekoppeld aan een versnellingsbak of transmissie 2 waarin het toerental naar wens wordt verlaagd waarbij het koppel toeneemt. Koppel en toerental zijn omgekeerd evenredig. Desgewenst kan de aandrijving van de vooras 3 worden ontkoppeld door middel van een koppeling 4. Voorts heeft het voertuig volgens de stand van de techniek een differentieel 5 in zowel de vooras als de achteras en in elk wiel 6 een eindvertraging 7.FIG. 1 is a schematic representation of the relationship between the components of an agricultural vehicle according to the state of the art important in the context of the drive. This agricultural vehicle according to the state of the art comprises a motor 1 which is coupled to a gearbox or transmission 2 in which the speed is reduced as desired with the torque increasing. Torque and speed are inversely proportional. If desired, the drive from the front axle 3 can be disconnected by means of a clutch 4. Furthermore, the vehicle according to the prior art has a differential 5 in both the front axle and the rear axle and in each wheel 6 a final deceleration 7.

Zoals reeds is vermeld, hebben dergelijke voertuigen volgens de stand van de techniek het nadeel dat vanwege het hoge koppel de assen zwaar moeten worden uitgevoerd.As already stated, such vehicles according to the state of the art have the disadvantage that because of the high torque the axles must be of heavy design.

Fig. 2 is een schematische weergave van een uitvoeringsvoorbeeld van de samenhang tussen de in de context van de aandrijving belangrijke componenten van een landbouwvoertuig met een aandrijfinrichting volgens de uitvinding. In deze uitvoeringsvorm omvat de aandrijfinrichting een motor 1, waarbij de as 8 van de motor 1 via een haakse overbrenging 9a in de vooras 10 en een haakse overbrenging 9b in de achteras 11 rechtstreeks is gekoppeld aan de wielen. De tot nu toe meest gangbare motoren voor landbouwvoertuigen zijn inwendige verbrandingsmotoren. De uitvinding voorziet er echter in dat de motor elk soort inrichting die energie uit energiedragers omzet in roterende bewegingsenergie kan omvatten. Het motorvermogen kan hierbij met een hoge rotatiesnelheid en een laag koppel worden overgebracht naar een in elk wiel geplaatste transmissie 12. De assen 8 tussen de motor 1 en de haakse overbrengingen 9a en 9b in respectievelijk de vooras 10 en de achteras 11 kunnen dankzij deze configuratie licht en compact worden uitgevoerd.FIG. 2 is a schematic representation of an exemplary embodiment of the relationship between the components of an agricultural vehicle that are important in the context of the drive and with a drive device according to the invention. In this embodiment the drive device comprises a motor 1, wherein the shaft 8 of the motor 1 is directly coupled to the wheels via a right-angle transmission 9a in the front axle 10 and a right-angle transmission 9b in the rear axle 11. The most common engines for agricultural vehicles to date are internal combustion engines. However, the invention provides that the motor can include any type of device that converts energy from energy carriers into rotating motion energy. The motor power can hereby be transferred with a high rotational speed and a low torque to a transmission 12 placed in each wheel. The axles 8 between the motor 1 and the right-angle transmissions 9a and 9b in the front axle 10 and the rear axle 11, respectively, can thanks to this configuration light and compact.

De inrichting volgens de uitvinding kan desgewenst worden aangevuld met een hoog/laag schakeling en een vooruit/achteruit schakeling.The device according to the invention can, if desired, be supplemented with a high / low circuit and a forward / reverse circuit.

De inrichting volgens de uitvinding heeft diverse voordelen ten opzichte van het aandrijfsysteem van landbouwvoertuigen volgens de stand van de techniek. Deze voordelen zijn hieronder in willekeurige volgorde kort samengevat: - Beperking van de door het aandrijfsysteem ingenomen anderszins benutbare ruimte in een voertuig. Door het ontbreken van een centrale transmissie is er meer ruimte beschikbaar in het voertuig.The device according to the invention has various advantages over the drive system of agricultural vehicles according to the prior art. These advantages are briefly summarized below in random order: - Restriction of the otherwise usable space in a vehicle occupied by the drive system. Due to the lack of a central transmission, more space is available in the vehicle.

Door de in elk wiel opgenomen transmissie is het gewicht van elk wiel hoger dan dat van een wiel van een landbouwvoertuig volgens de stand van de techniek. Het gewicht is dus meer geconcentreerd op de plaatsen waar het nuttig en nodig is voor de tractie van het voertuig.Due to the transmission included in each wheel, the weight of each wheel is higher than that of a wheel of an agricultural vehicle according to the prior art. The weight is therefore more concentrated in the places where it is useful and necessary for the traction of the vehicle.

Er hoeft geen differentieel te worden aangebracht in respectievelijk de vooras en achteras. Dit leidt tot een besparing in de productiekosten van het voertuig en tot gewichtsbesparing en derhalve uiteindelijk tot brandstofbesparing. - Vermindering van het aantal draaiende onderdelen, hetgeen weer resulteert in een verlaging van het brandstofverbruik.It is not necessary to fit a differential in the front axle and rear axle respectively. This leads to a saving in the production costs of the vehicle and to weight saving and therefore ultimately to fuel saving. - Reduction in the number of rotating parts, which in turn results in a reduction in fuel consumption.

De assen kunnen lichter worden uitgevoerd, wat leidt tot een kosten- en gewichtsbesparing. Uit deze gewichtsbesparing vloeit ook weer een reductie in het brandstofverbruik voort. - Minder wielslip, daar de snelheid van de wielen nauwkeurig kan worden geregeld, ook wanneer het voertuig een bocht maakt en de buitenste wielen dus met een hogere rotatiesnelheid moeten draaien dan de binnenste wielen. - Mogelijkheid om het voertuig eenvoudig modulair op te bouwen. Het vermogen van de inrichting volgens de uitvinding kan worden vergroot zonder dat daarvoor het assenstelsel hoeft te worden verzwaard. Derhalve kan er bij een modulaire opbouw motorvermogen worden toegevoegd zonder significante aanpassingen aan de overige componenten van de inrichting.The shafts can be made lighter, which leads to cost and weight savings. This reduction in weight also results in a reduction in fuel consumption. - Less wheel slip, since the speed of the wheels can be accurately controlled, even when the vehicle makes a turn and the outer wheels must therefore rotate at a higher rotational speed than the inner wheels. - Possibility of modular construction of the vehicle. The power of the device according to the invention can be increased without having to weight the coordinate system. Therefore, with a modular construction, motor power can be added without significant adjustments to the other components of the device.

De uitvinding voorziet erin dat de in één of meer van de wielen aan te brengen transmissies van het type continu variabele transmissie (CVT) zullen zijn. In tegenstelling tot een conventionele automatische transmissie (en ook een handgeschakelde transmissie), vindt er bij een CVT geen onderbreking van de trekkracht plaats tijdens het veranderen van de overbrengingsverhouding. Door het ontbreken van slip in de CVT kan bij het inbouwen van een CVT in de wielen van een landbouwvoertuig een hoog vermogen van de motor op de wielen worden overgebracht. Een voor dit doel geschikte transmissie is bij voorbeeld de door het Britse bedrijf Magnomatics Limited in Sheffield ontwikkelde CVT. De uitvinding is echter geenszins beperkt tot continu variabele transmissies van dit type en/of deze leverancier en kan elke in de wielen inbouwbare CVT omvatten.The invention provides that the transmissions to be fitted in one or more of the wheels will be of the continuously variable transmission (CVT) type. Unlike a conventional automatic transmission (and also a manual transmission), with a CVT there is no interruption of the pulling force during the changing of the transmission ratio. Due to the lack of slip in the CVT, when installing a CVT in the wheels of an agricultural vehicle, a high power can be transferred from the engine to the wheels. A transmission suitable for this purpose is, for example, the CVT developed by the British company Magnomatics Limited in Sheffield. However, the invention is by no means limited to continuously variable transmissions of this type and / or this supplier and can comprise any CVT that can be built into the wheels.

Naast de bovengenoemde kenmerken omvat de inrichting volgens de uitvinding in diverse uitvoeringsvormen het omkeerbaar zijn van de haakse overbrengingen 9a en/of 9b voor het respectievelijk vooruit of achteruit rijden van het aan te drijven voertuig. Dit voorkomt de noodzaak om deze omkeerbaarheid via de transmissie 12 in de wielen te bewerkstelligen. Het is uiteraard echter altijd mogelijk het omkeren van de overbrenging en daarmee het omkeren van de rijrichting te realiseren in de CVT.In addition to the above-mentioned features, the device according to the invention comprises in various embodiments the reversibility of the angle transmissions 9a and / or 9b for driving the vehicle to be driven forward or backward respectively. This avoids the need to achieve this reversibility via the transmission 12 in the wheels. However, it is of course always possible to realize the reversal of the transmission and thus the reversal of the direction of travel in the CVT.

Voorts omvat de inrichting volgens de uitvinding in diverse uitvoeringsvormen een planetaire eindvertraging, zodat de transmissie op een hoog toerental kan draaien en direct met dit hoge toerental aan de planetaire eindvertraging wordt gekoppeld om zodoende de juiste eindsnelheid van het wiel te bewerkstelligen. De uitvinding voorziet, afhankelijk van het door de CVT overdraagbare koppel, ook in uitvoeringsvormen zonder planetaire eindvertraging.The device according to the invention furthermore comprises a planetary final deceleration in various embodiments, so that the transmission can rotate at a high speed and is directly coupled with this high speed to the planetary final deceleration so as to achieve the correct end speed of the wheel. Depending on the torque transmitted by the CVT, the invention also provides embodiments without a planetary final delay.

In deze beschrijving en in de conclusies kunnen de termen voertuig en landbouwvoertuig verwijzen naar elk type voertuig, waarbij een hoog vermogen op één of meer van de wielen moet worden overgebracht. De aanduiding omvat derhalve naast landbouwvoertuigen tevens bij voorbeeld vrachtwagens, waaronder ook 8x8 vrachtwagens, grondverzetwerktuigen, diverse soorten militaire voertuigen, enz.. De inrichting volgens de uitvinding voorziet erin dat de aandrijving kan worden uitgebreid naar getrokken voertuigen, zodat deze met een nauwkeurig geregelde en aan de snelheid van het trekkende voertuig aangepaste snelheid voortbeweegt, bij voorbeeld onder slechte terreinomstandigheden. De term voertuig kan in de onderhavige context derhalve ook verwijzen naar een combinatie van een trekkend en een daaraan gekoppeld getrokken voertuig waarbij het getrokken voertuig één of meer onderdelen van de inrichting volgens de uitvinding omvat.In this description and in the claims, the terms vehicle and agricultural vehicle can refer to any type of vehicle, wherein a high power must be transferred to one or more of the wheels. In addition to agricultural vehicles, therefore, the designation also includes, for example, trucks, including 8x8 trucks, earth-moving equipment, various types of military vehicles, etc. The device according to the invention provides that the drive can be extended to towed vehicles so that they can be accurately controlled and speed adapted to the speed of the towing vehicle, for example under poor terrain conditions. The term vehicle can therefore also refer in the present context to a combination of a towing and a towed vehicle coupled thereto, the towed vehicle comprising one or more components of the device according to the invention.

Hoewel de tot nu toe beschreven en in fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm(en) van een voertuig met een inrichting volgens de uitvinding uitvoeringen met vier wielen betroffen, is de inrichting tevens toepasbaar voor voertuigen met minder of meer dan vier wielen.Although the embodiment (s) of a vehicle with a device according to the invention described so far and shown in Fig. 2 concerned embodiments with four wheels, the device can also be used for vehicles with fewer or more than four wheels.

De in deze beschrijving besproken en in de figuren getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn slechts enkele van de vele binnen het kader van de uitvinding mogelijke uitvoeringsvormen en dienen derhalve als niet-limitatief te worden beschouwd.The embodiment of the device according to the invention discussed in this description and shown in the figures are only some of the many possible embodiments within the scope of the invention and should therefore be regarded as non-limitative.

Claims

A device for driving a vehicle comprising an engine (1) and axles which transfer the engine power to the wheels of the vehicle, characterized in that the axle (8) of the engine (1) via an angular transmission ( 9a, 9b) is directly coupled to at least one transmission (12) located in a wheel of the vehicle and connected to this wheel.

Device according to claim 1, characterized in that the vehicle comprises four wheels and that a front axle (10) and a rear axle (11) of the vehicle are directly coupled to the axle by means of an angled transmission (9a, 9b) (8) of the engine (1), the device comprising in both front wheels a transmission (12) coupled directly to the front axle (10) and in both rear wheels a transmission (12) coupled directly to the rear axle (11).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the transmissions (12) comprises a continuously variable transmission.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one of the right-angle transmissions (9a, 9b) comprises a reversible right-angle transmission.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one of the transmissions comprises a direct coupling with a planetary final delay.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the motor power of the device can be increased without increasing the shafts (8, 10, 11) of the device.