WO1993005995A1 - Antrieb für geschwindigkeitsdifferenz-gelenkte fahrzeuge - Google Patents
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- B62D11/00—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
- B62D11/02—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides
- B62D11/06—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source
- B62D11/10—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears
- B62D11/14—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears differential power outputs being effected by additional power supply to one side, e.g. power originating from secondary power source
- B62D11/18—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears differential power outputs being effected by additional power supply to one side, e.g. power originating from secondary power source the additional power supply being supplied hydraulically
Definitions
- the invention relates to a drive for a vehicle which has drives, in particular wheel and / or caterpillar tracks, which are arranged laterally offset on the right and left with respect to its longitudinal axis which forms the movement axis, and which has a gear change mechanism driven by a motor and serving for driving and steering the vehicle su mation gears, which are each assigned to at least one of the right and left drives, which are drivingly connected to the gear change transmission, a steering effect auxiliary drive and the associated drive, the auxiliary drive depending on the steering radius equally large opposite speed difference forces the drives arranged on the right or left of the longitudinal axis compared to the speed caused by the gear change transmission.
- Such a drive is known for example from DE 28 00 487 AI.
- the output speed of the main gear is hydrostatically superimposed in a summing gear per drive by a speed which is the same but different in direction.
- a hydrostatic adjusting pump is used for this purpose, which drives a hydraulic motor, which is connected to the second input of the summation gear via a so-called zero shaft, the zero wave being of the same magnitude but directionally different. different speeds feeds the summation gear.
- DE 29 17 430 AI shows a steering gear for caterpillar vehicles, each of the caterpillars being assigned a planetary gear, while one input can be driven by the internal combustion engine and the second input is connected to a separate, infinitely variable drive, the latter is connected to the second input of the planetary gear via a gear train rotating in opposite directions.
- the main work area for agricultural tractors moves between approximately 4 and 15 km / h.
- mechanical gearboxes which have a power split with a steplessly adjustable, mostly hydrostatically designed superimposed branch for the continuously variable change of the driving speed.
- these drives do not contain any means for steering the vehicle via different output speeds of the transmission on the right and left.
- the invention is therefore based on the object of providing a vehicle whose drives are steered by means of a speed difference, but which. are infinitely variable with regard to their propulsion speed and have a favorable efficiency with little effort with regard to the drive.
- At least one of the right and left driven drives and provided with a summation gear is assigned a separate, infinitely variable speed additional drive, the speed of which for steering the vehicle is equally opposed and for the additional, infinitely variable change in the propulsion speed of the vehicle is equally adjustable in the same direction, and 93/05995
- auxiliary drive has a continuous speed change beyond zero to reverse the direction of rotation.
- the additional drive can cause a stepless change in the speed of advance even beyond the step change of the gear change transmission, so that there is an overlap to the next higher or lower gear. This ensures that even larger working speed ranges are covered without changing gears.
- control means are provided, via which the values specified by a speed sensor and a steering sensor can be converted into control pulses for the additional drives.
- the control means have an adder for addition of the same or. opposing adjustment commands from the speed sensor and steering sensor.
- the control means immediately convert the resulting adjustment commands into a corresponding adjustment of the additional drives.
- the control means can additionally be connected to an engine load sensor, which can likewise bring about a corresponding change in the superimposed rotary movement by means of the additional drives. This is done without further action by the driver. Overall, this results in less stress on the driver and better utilization of the engine power with a correspondingly lower fuel consumption.
- Another advantage is that the change in the forward speed has no influence on the PTO speed of the actuator when the tractor is used in connection with PTO-driven implements.
- the additional drives preferably each consist of a hydraulic pump which is infinitely adjustable to reverse the direction of rotation and a hydraulic motor acted upon by them.
- hydrostatic transmission branches have a poorer efficiency than mechanical drives, an improved overall transmission efficiency is achieved since only a partial amount in the order of magnitude of 0-30% of the drive power is conducted via the hydrostatic additional drive.
- control means comprise a speed comparator, by means of which the speeds of the gearwheels to be brought into engagement are compared when the gear change gear is changed and that the control means comprise an adjuster via which control impulses for the co-directional adjustment of the additional drives for synchronizing the speeds of the gears of the gear change gear stages to be brought into engagement with one another are generated.
- a brake and a clutch are arranged in each case between the driven drives and the associated summation gears.
- the advantage here is that if the desired turning radius cannot be achieved with simultaneous steering and speed-related adjustment of the additional drives, the clutch / brake arrangement inside the curve can be actuated to open the clutch and to activate the brake.
- this is done automatically via the control means and that these are connected to means for actuating the clutch and brake which are on the inside of the curve.
- the clutch or brake can be controlled directly individually or together via a manual or foot emergency actuation.
- the summation gears are preferably designed as planetary gears with two inputs and one output.
- at least the mechanical transmission components consisting of a branching transmission for branching off the drive for the additional drives, the gear change transmission, the main transmission output and the summation transmissions, are combined to form a block.
- the pressure query makes it possible to control the tensile force, since the pressure is representative of the moments to be applied to the drives.
- the pressure transmitters are connected to a pressure comparator of the control means which, when cornering, generate a control pulse for suppressing the inside caterpillar of a vehicle designed as a caterpillar vehicle when a first predetermined pressure difference is exceeded.
- the caterpillar on the outside of the curve also experience a shortening of its contact area to the contact surface when a predetermined second pressure difference is exceeded.
- FIG. 1 is a side view of a vehicle provided with a caterpillar drive
- FIG. 2 shows an arrangement diagram with regard to the drive assemblies
- FIG. 3 shows the drive components of the drive according to the invention
- Figure 4 is a block diagram of a drive according to the invention.
- the vehicle designed as a crawler tractor can be seen in the side view. It moves on the two caterpillar tracks ⁇ a and ⁇ b shown in FIGS. 1 and 2 along the standing area.
- a branching gear 2 is driven via the drive motor 1, which in turn drives the gear change gear 3 and the two additional drives 4.
- the two deflection rollers of the crawler tracks 8a, 8b are driven via the transmission output 5 of the gear change transmission 3.
- a summation gear 6 per caterpillar drive 8a, ⁇ b and one clutch / brake combination 7 each are arranged in the drive train.
- the caterpillar is guided around outer deflection rollers and towards the support surface on rollers arranged between these two.
- the rollers arranged between the deflection rollers are oscillating or suspended resiliently and adjustable in height with respect to the deflection roller by means of a pressure device 15, so that the contact area between the caterpillar and the contact surface is reduced.
- the essential drive components of the drive according to the invention can be seen from FIG.
- the drive motor 1 is drivingly connected to the gear change transmission 3.
- the gear change transmission 3 can be, for example, a gear transmission with gear stages.
- the connection between drive motor 1 and gear change transmission 3 takes place via a clutch.
- the transmission output 5 of the gear change transmission 3 is connected in terms of drive to a drive shaft for driving the left and right drives ⁇ a, 8b.
- a summing gear 6 and a brake or clutch combination 7 are interposed between the two drives 8a, 8b and the gear output 5.
- the summation gears 6 are designed as planetary gears, the sun gear being driven, for example, from the gear output of the gear change gear 3 and the output being carried out via the planet carrier to the two drives ⁇ a, ⁇ b.
- the ring gears of the two summation gears 6 can each be influenced via a separate additional drive 4.
- the auxiliary drives 4 are a hydrostatic drive with a stepless speed control beyond zero, that is to say with a reversal of rotation.
- the drive for the additional drive 4 is branched off directly behind the drive motor 1.
- the hydraulic pump 4a which is adjustable above zero to reverse the direction of rotation, is connected to the drive shaft of the drive motor 93/05995
- the drive wheel assigned to the pump 4a is designated 4b.
- the pump 4a is connected to a hydraulic motor 4d via a connecting line 4c.
- the pressure medium is guided in a closed circuit and, after leaving the hydraulic motor 4d, reaches the suction side of the pump 4a.
- the hydraulic motor 4d drives a drive pinion 4e which meshes with the ring gear of the associated summation gear 6.
- the rotational speed output by the two summation gears 6 to the right and left drives ⁇ a, ⁇ b, respectively, can hereby be influenced.
- the speed which is superimposed on the speed of the gear change transmission 3 by the additional drive 4, is used to influence the base speed of the gear change transmission 3 in the same or opposite direction with respect to the right drive ⁇ a and the left drive ⁇ b. If the two auxiliary drives 4 are adjusted in the same direction, a change in the driving speed can be effected in the case of a specific gear stage engaged, namely in the sense of slowing down or increasing the speed compared to the speed resulting from the base speed of the gear change transmission 3.
- the vehicle is steered via the drives ⁇ a and ⁇ b by influencing the summation gears 6 in opposite directions, so that one of the drives ⁇ a or ⁇ b is driven faster and the other slower.
- a pressure transmitter can be switched on in the connecting line 4c of the two additional drives 4, which is in signal connection with a pressure comparator of the control devices 12 described in connection with FIG. If a first predetermined pressure difference is exceeded, the control device 12 actuates the overpressure device 15 (FIG. 1) of the drive ⁇ a or ⁇ b on the inside of the curve to reduce it 93/05995
- the overpressure device 15 also actuates the drive 8a or 8b on the outside of the curve to reduce the contact with the standing area.
- the drive motor is designated by 1.
- the drive motor 1 drives a branching transmission 2, which is connected in terms of drive to both the gear change transmission 3 and the two continuously variable additional drives 4.
- a branching transmission 2 which is connected in terms of drive to both the gear change transmission 3 and the two continuously variable additional drives 4.
- a main gear output 5 on both sides leads to the first input of a summation gear 6re or 61i, the second input of which is occupied by the additional drives 4re or 41i.
- the outputs of the summation gears 6re and 61i lead via clutch / brake combinations 7re and 61i to the drives 8a (right) and 8b (left).
- a steering sensor 9, a speed sensor 10 and a brake sensor 11 are in signal connection with a control device 12, to the outputs of which the summing gears 6re and 61i and the clutch / brake combinations 7re and 71i are connected.
- emergency operations 13re and 131i are provided for the clutch / brake combinations 7re and 71i.
- an engine load sensor 14 can be locked to the control unit 12. race PCT / DE92 / 00812 93/05995
- a signal of the speed sensor 10 is converted in the control unit 12 into adjustments of the same size and in the same direction of the two stepless additional drives 4re and 41i.
- a positive adjustment of the two auxiliary drives 4re and 41i results in an increase in the driving speed, while a negative adjustment leads to a reduction in the driving speed.
- An automatic, stepless adjustment of the driving speed to the engine load can also be achieved via the engine load transmitter 14.
- the signal from the steering transmitter 9 in the control unit 12 is converted into the same-sized, but opposite directions of the two stepless additional drives 4re and 41i. These adjustments are optionally superimposed on an already existing speed-related adjustment in the control unit 12. If the desired turning radius is not achieved by simultaneous steering and speed-related adjustment of the stepless additional drives 4re or 41i, the respective clutch / brake combination 7re or 71i inside the curve can also be actuated via the control unit 12. The clutch is opened to interrupt the drive and the brake is actuated.
- the clutch / brake combination 7re or 71i can be controlled individually or together via the emergency actuation 13re or 131i.
- the control unit 12 also contains a speed comparator for comparing the speeds of the , n ⁇ 93/05995
- gears of the gear change transmission 3 to be brought into engagement with one another and an adjuster for the sensible adjustment of the additional drives 4re, li for synchronizing the speeds of the aforementioned gears.
- Drives according to the invention are not limited to specific applications, types or sizes. They can be implemented advantageously wherever, in addition to precise steering, an infinitely variable adjustment of the driving speed is also useful, that is to say, for example, in the case of steering knuckle-steered wheeled vehicles with high tractive effort requirements.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Fahrzeug mit auf einer Aufstandsfläche abwälzenden Laufwerken, insbesondere Raupenlaufwerken (8a, 8b). Der Antrieb erfolgt über einen Motor (1), einen von diesem angetriebenen Gangwechselgetriebe (3) und zum Antrieb des Fahrzeugs dienende Summierungsgetriebe (6). Jeweils ein Summierungsgetriebe (6) ist dem rechten und linken Laufwerk (8a, 8b) zugeordnet. Der Antriebsdrehzahl, die den Laufwerken (8a, 8b) durch das Gangwechselgetriebe (3) vermittelt wird, wird durch jeweils einen Zusatzantrieb (4) eine Drehzahl im Summierungsgetriebe (6) überlagert. Es ist sowohl eine gleichgroße gleichsinnige als eine vom Lenkradius abhängige gleichgroße gegensinnige Geschwindigkeitsüberlagerung vorgesehen. Die Zusatzantriebe (4) umfassen jeweils einen hydrostatischen Antrieb mit einer stufenlos über Null zur Drehrichtungsumkehr verstellbaren Pumpe (4a), über die ein Hydromotor (4d) beauschlagt wird. Durch diese Anordnung ist eine feinfühlige Anpassung sowohl der Fahrgeschwindigkeit zur besseren Ausnutzung der Motorleistung für den jeweiligen Arbeitsansatz, als auch eine Lenkung über die Laufwerke (8a, 8b) möglich. Dadurch, daß nur eine geringer Leistungsanteil über die Zusatzantriebe (4) aufzubringen ist, wird ein günstiger Gesamtwirkungsgrad erreicht.
Description
Antrieb für geschwindigkeitsdifferenz-gelenkte Fahrzeuge
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Fahrzeug, das über bezüglich seine die Bewegungsachse bildenden Längs¬ achse rechts und links seitlich versetzt angeordnete, auf der Aufstandsfläche abwälzende Laufwerke, insbesondere Rad- und/oder Raupenlauf erke, verfügt, mit einem von einem Motor angetriebenen GangwechsβIgetriebe und mit zum Antrieb und zur Lenkung des Fahrzeugs dienenden Su mierungsgetrieben, welche jeweils mindestens einem der rechten und linken Laufwerke zugeordnet sind, die antriebsmäßig mit dem Gangwechselgetriebe, einem die Lenkung bewirkenden Zusatzantrieb und dem zugehörigen Laufwerk verbunden sind, wobei der Zusatzantrieb eine vom Lenkradius abhängige gleichgroße gegensinnige Geschwindigkeitsdifferenz den rechts bzw. links der Längsachse angeordneten Laufwerken gegenüber der vom Gangwechselgetriebe bewirkten Geschwindigkeit aufzwingt.
Ein solcher Antrieb ist beispielsweise aus der DE 28 00 487 AI bekannt. In diesem Antrieb wird die Ausgangs¬ drehzahl des Hauptgetriebes in jeweils einem Summierungs¬ getriebe je Laufwerk von einer im Betrag gleichen aber in der Richtung unterschiedlichen Drehzahl hydrostatisch überlagert. Hierzu dient eine hydrostatische Verstell- pu pe, die einen Hydromotor treibt, welcher über eine sogenannte Nullwelle mit dem zweiten Eingang des Summierungsgetriebes verbunden ist, wobei die Nullwelle betragsmäßig gleichgroße aber richtungsmäßig unter-
schiedliche Drehzahlen dem Summierungsgetriebe zuleitet.
Die DE 29 17 430 AI zeigt ein Lenkgetriebe für Raupenfahr¬ zeuge, wobei jeder der Raupen ein Planetengetriebe zuge¬ ordnet ist, während ein Eingang von dem Verbrennungsmotor antreibbar ist und der zweite Eingang mit einem ge¬ sonderten stufenlos verstellbaren Antrieb verbunden ist, wobei dieser mit dem zweiten Eingang des Planetengetriebes über einen Getriebestrang gegensinnig rotierend verbunden ist.
Aus der DE 38 33 784 AI ist ein Überlagerungslenkgetriebe für Gleiskettenfahrzeuge bekannt, bei dem eine Überlage¬ rung durch einen hydrostatischen Antrieb erfolgt.
Ferner sind auch rein hydrostatische Fahrantriebe für Raupenfahrzeuge bekannt (DE 36 19 401 AI). Jede Raupe weist einen eigenen, stufenlos über Null verstellbaren hydrostatischen Antrieb auf. Durch entsprechende, gege¬ benenfalls unterschiedliche Verstellung beider hydro¬ statischen Antrieben können innerhalb der Verstellbereiche beliebige Fahrgeschwindigkeiten und Kurvenradien gefahren werden. Wegen der vollständig hydrostatischen Leistungs¬ übertragung weisen solche Fahrantriebe jedoch einen schlechten Wirkungsgrad auf. Außerdem sind zur Erzielung eines präzisen Geradeauslaufes Korrekturmaßnahmen zum Ausgleich last- und/oder leckagebedingt unterschiedlicher Ausgangsdrehzahlen der hydrostatischen Antriebe erforder¬ lich.
Bei den vorbeschriebenen Fahrantrieben sind Mittel zum Notlenken oder Notbremsen des Fahrzeuges bei Fahr- oder
Lenkgetriθben nicht vorgesehen. Von Nachteil bei den mit einem Gangwechselgetriebe ausgestatteten Fahrzeugen ist, daß eine feinfühlige Anpassung der Fahrgeschwindigkeit zur besseren Ausnutzung der Motorleistung für den jeweiligen Arbeitseisatz nur durch eine Vielzahl feinabgestufter, zum Teil lastschaltbarer Gänge möglich ist.
Der Hauptarbeitsbereich für landwirtschaftliche Traktoren bewegt sich für den Vortrieb zwischen zirka 4 bis 15 km/h. Dazu sind mechanische Schaltgetriebe bekannt, die zur bereichsweise stufenlosen Veränderung der Fahrgeschwindig¬ keit eine Leistungsverzweigung mit einem stufenlos ver¬ stellbaren, meist hydrostatisch ausgeführten Überla¬ gerungszweig aufweisen. Diese Antriebe beinhalten aber keine Mittel zum Lenken des Fahrzeuges über rechts und links unterschiedliche Ausgangsdrehzahlen des Getriebes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahr¬ zeug zu schaffen, dessen Laufwerke über Geschwindig¬ keitsdifferenz gelenkt werden, die jedoch . hinsichtlich ihrer Vortriebsgeschwindigkeit stufenlos regelbar sind und hinsichtlich des Antriebs einen günstigen Wirkungsgrad bei geringem Aufwand aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils mindestens einem der rechten und linken ange¬ triebenen und mit einem Summierungsgetriebe versehenen Laufwerke ein separater, stufenlos drehzahlveränderbarer Zusatzantrieb zugeordnet ist, dessen Drehzahl zur Lenkung des Fahrzeugs gleichmäßig gegensinnig und zur zusätzlichen stufenlosen Veränderung der Vortriebsgeschwindigkeit des Fahrzeuges gleichmäßig gleichsinnig verstellbar ist, und
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daß der Zusatzantrieb eine stufenlose Drehzahländerung über Null hinaus zur Drehrichtungsumkehr aufweist.
Dadurch, daß die Zusatzantriebe lediglich nur geringe zusätzliche Leistungen aufzubringen haben, ist ein günstiger Gesamtwirkungsgrad erreichbar, denn die Haupt¬ leistungsübertragung erfolgt weiterhin über das mecha¬ nische Gangwechselgetriebe. Der Zusatzantrieb kann eine stufenlose Veränderung der Vortriebsgeschwindigkeit auch über den Stufensprung des Gangwechselgetriebes hinaus bewirken, so daß jeweils eine Überschneidung zu dem nächsthöheren oder niedrigeren Gang gegeben ist. Hierdurch wird erreicht, daß auch größere Arbeitsgeschwindigkeitsbe¬ reiche ohne Gangwechsel abgedeckt werden.
Mit einem gegenüber bisherigen Überlagerungslenkgetrieben geringen zusätzlichen Aufwand wird neben dem Lenken auch die stufenlose Veränderung der Fahrgeschwindigkeit inner¬ halb des Verstellbereiches des Überlagerungszweiges ermög¬ licht. Insbesondere im Hauptarbeitsbereich von landwirt¬ schaftlichen Traktoren, der bei zirka 4 bis 15 km/h liegt, ergibt sich damit eine feine Regulierungsmöglichkeit. Je nach Geschwindigkeitseinstellung wird nur ein geringer Teilbetrag der Antriebsleistung von den Überlagerungs- zweigen übertragen. Der Hauptleistungsanteil wird über das nur wenige Verzahnungen in Lasteingriff aufweisende mechanische Gangwechselgetriebe übertragen. Dadurch wird ein Getriebewirkungsgrad erreicht, der im Mittel mit dem feinstufiger mechanischer Schaltgetriebe bei verringerter Ganganzahl durchaus vergleichbar ist. Da außerdem über die stufenlose Geschwindigkeitsverstellung stets die optimale Arbeitsgeschwindigkeit bzw. Motorauslastung eingehalten werden kann, ermöglicht der vorgeschlagene Antrieb eine deutliche Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades.
In Ausgestaltung sind Steuermittel vorgesehen, über die die von einem Geschwindigkeitsgeber und einem -Lenkgeber vorgegebenen Werte in Steuerimpulse für die Zusatzantriebe umgesetzt werden können. Dabei weisen die Steuermittel ein Additionsglied zur Addition der gleichbzw. gegensinnigen Verstellbefehle von Geschwindigkeitsgeber und Lenkgeber auf. Die Steuermittel setzen die daraus resultierenden Verstellbefehle unmittelbar in eine entsprechende Ver¬ stellung der Zusatzantriebe um. Um stets ein Arbeiten in einem günstigen Bereich des Kennfeldes des Motors des Fahrzeuges zu erreichen, können die Steuermittel zusätz¬ lich mit einem Motorbelastungsgeber verbunden sein, der ebenfalls 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 Vortriebsge¬ schwindigkeit keinen Einfluß auf die Zapfwellendrehzahl des Taktors hat, wenn der Traktor im Zusammenhang mit zapfwellengetriebenen Geräten eingesetzt wird.
Vorzugsweise bestehen die Zusatzantriebe jeweils aus einer über Null zur Drehrichtungsumkehr stufenlos verstellbaren Hydropumpe und einem davon beaufschlagten Hydromotor. Obwohl solche hydrostatischen Getriebezweige einen schlechteren Wirkungsgrad als mechanische Antriebe auf¬ weisen, wird ein verbesserter Gesamtgetriebewirkungsgrad erreicht, da nur ein Teilbetrag in der Größenordnung von 0-30% der Antriebsleistung über den hydrostatischen Zu¬ satzantrieb geleitet wird.
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um darüberhinaus eine annähernd stufenlose Kraftübertra¬ gung über den gesamten Drehzahlbereich zu erreichen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Steuermittel einen Drehzahlvergleicher umfassen, über den bei einem Gangwechsel des Gangwechselgetriebes die Drehzahlen der miteinander in Eingriff zu bringenden Zahn¬ räder verglichen werden und daß die Steuermittel einen Verstellgeber umfassen, über den Steuerimpulse für die gleichsinnige Verstellung der Zusatzantriebe zur Synchronisierung der Drehzahlen der miteinander in Ein¬ griff zu bringenden Zahnräder der Stufen des Gangwechsel¬ getriebes erzeugt werden. Dadurch werden sehr kurze Gang¬ wechselzeiten mit nahezu ununterbrochenem Kraftschluß erreicht. Die Drehzahl der Ausgangswelle des Gangwechsel¬ getriebes wird über die Verstellung der Zusatzantriebe synchronisiert. Um eine Möglichkeit zum Notlenken bzw. Notbremsen bei Ausfällen oder Störungen zu erreichen, ist ferner vorgesehen, daß zwischen den angetriebenen Lauf¬ werken und den zugehörigen Summierungsgetrieben jeweils eine Bremse und eine Kupplung angeordnet sind. Von Vorteil dabei ist, daß, falls bei gleichzeitiger lenk- und ge- schwindigkeitsbedingter 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 Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß dies über die Steuermittel automatisiert erfolgt und diese mit Mitteln zur Betätigung der jeweils kurveninneren Kupplung und Bremse verbunden sind. Zum Notlenken bzw. Notbremsen können bei Ausfällen oder Störungen an den Antriebs-/Lenk-
komponenten die Kupplung bzw. Bremse direkt einzeln oder gemeinsam über eine Hand- oder Fuß-Notbetätigung ange¬ steuert werden.
Vorzugsweise sind die Summierungsgetriebe als Planeten¬ getriebe mit zwei Eingängen und einem Ausgang gestaltet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens die mechanischen Getriebekomponenten, be¬ stehend aus einem Verzweigungsgetriebe zum Abzweig des Antriebs für die Zusatzantriebe, dem Gangwechselgetriebe, dem Hauptgetriebeausgang und den Summierungsgetrieben zu einem Block zusammengefaßt sind.
Durch die Druckabfrage ist es möglich, eine Zugkraft¬ regelung vorzunehmen, da der Druck repräsentativ für die an den Laufwerken aufzubringenden Momente ist.
Um die Wendemomente bei Kurvenfahrt zu reduzieren, ist des weiteren vorgesehen, daß die Druckgeber mit einem Druck¬ vergleicher 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 erzeugen.
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 Überschreiten einer vorgegebenen zweiten Druckdifferenz erfährt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der
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Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigt
Figur 1 ein mit einem Raupenlaufwerk versehenes Fahrzeug in der Seitenansicht,
Figur 2 ein AnordungsSchema bezüglich der Antriebsbau¬ gruppen,
Figur 3 die Antriebskomponenten des erfindungsgemäßen Antriebs und
Figur 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Antriebs.
In Figur 1 ist das als Raupenschlepper gestaltete Fahrzeug in der Seitenansicht erkennbar. Es bewegt sich auf den beiden aus den Figuren 1 und 2 ersichtlichen Raupenlauf¬ werken δa und δb entlang der AufStandfläche. 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,δb 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 Umlenkrollβn höhenmäßig verstellbar, so daß der Kontaktbereich zwischen der Raupe und der Auf¬ standsflache verringert wird.
Aus Figur 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 δa, 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 δa, δb 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 Drehriσhungsumkehr. Der Antrieb für den Zusatzantrieb 4 ist unmittelbar hinter dem Antriebsmotor 1 abgezweigt. Die über Null zur Drehrichtungsumkehr verstellare Hydro- pumpe 4a ist dazu mit der Antriebswelle des Antriebsmotors
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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 δa, δb 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 δa und des linken Laufwerkes δb 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 δa und δb erfolgt durch eine gegensinnige Beein¬ flussung der Summierungsgetriebe 6, so daß eines der Lauf¬ werke δa oder δb schneller angetrieben wird und das andere langsamer. Zusätzlich kann in der Verbindungsleitung 4c der beiden Zusatzantriebe 4 jeweils ein Druckgeber einge¬ schaltet sein, der mit einem Druckvergleicher der im Zu¬ sammenhang mit Figur 4 beschriebenen Steuergeräten 12 in Signalverbindung steht. Bei Überschreiten einer ersten vorgegebenen Druckdifferenz erfolgt über das Steuergerät 12 eine Betätigung der Überdrückungseinrichtung 15 (Figur 1) des kurveninneren Laufwerkes δa oder δb zur Reduzierung
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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 (Figur 1) auch das kurvenäußere Laufwerk 8a oder 8b zur Reduzierung des Kontaktes zur AufStandsfläche betätigt.
In dem Blockschaltbild gemäß Figur 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 δb 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 Figur 3 dargestellt) führt zu dem ersten Eingang je eines Summierungsgetriebes 6re bzw. 61i, dessen zweiter Eingang von den Zusatzantrieben 4re bzw. 41i be¬ legt ist. Die Ausgänge der Summierungsgetriebe 6re bzw. 61i fuhren über Kupplungs-/Bremskombinationen 7re bzw. 61i 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. 61i sowie die Kupplungs-/Bremskombinationen 7re bzw. 71i angeschlossen sind. Zusätzlich sind Notbetätigungen 13re bzw. 131i für die Kupplungs-/Bremskombinationen 7re bzw. 71i vorgesehen. Weiterhin kann ein Motorbelastungs- geber 14 an das Steuergerät 12 abgeschlossen sein.
rnenne PCT/DE92/00812 93/05995
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Zur stufenlosen Veränderung der Fahrgeschwindigkeit wird ein Signal des Geschwindigkeitsgebers 10 im Steuergerät 12 in gleichsinnige und gleichgroße Verstellungen der beiden stufenlosen Zusatzantriebe 4re bzw. 41i umgesetzt. Eine positive Verstellung der beiden Zusatzantriebe 4re bzw. 41i 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 gleichgroße, aber gegensinnige Ver¬ stellungen der beiden stufenlosen Zusatzantriebe 4re bzw. 41i 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. 41i der gewünschte Wende¬ radius nicht erreicht wird, kann über das Steuergerät 12 zusätzlich die jeweils kurveninnere Kupplungs-/Bremskombi- nation 7re bzw. 71i betätigt werden. Es wird die Kupplung zur Unterbrechung des Antriebes geöffnet und die Bremse betätig .
Zum Notlenken bzw. Notbremsen können bei Ausfällen oder Störungen an den Antriebs-/Lenkkomponenten die Kupplungs-/Bremskombination 7re bzw. 71i direkt einzeln oder gemeinsam über die Notbetätigung 13re bzw. 131i ange¬ steuert werden. Das Steuergerät 12 enthält ferner einen Drehzahlvergleicher zum Vergleich der Drehzahlen der mit-
,n nΛr 93/05995
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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.
Erfindungsgemäße Antriebe sind nicht auf bestimmte Anwendungen, Bauarten oder Baugrößen beschränkt. Sie sind überall da vorteilhaft zu realisieren, wo neben einer präzisen Lenkung auch eine bereichsweise stufenlose Einstellung der Fahrgeschwindigkeit von Nutzen ist, d.h. beispielsweise auch bei achsschenkel-gelenkten Radfahrzeugen mit hohem Zugkraftbedarf.
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Bezugszeichenliste:
1 Antriebsmotor
2 Verzweigungsgetriebe
3 Haupgetriebe
4 Zusatzantrieb re/li
5 Hauptgetriebeausgang
6 Summierungsgetriebe re/li
7 Kupplungs-/Bremskombination re/li
8 Laufwerk
9 Lenkgeber
10 Geschwindigkeitsgeber
11 Bremsgeber
12 Steuergerät/Steuermittel
13 Notbetätigung re/li
14 Motorbelastungsgeber 5 Uberdrückungseinrichtung
Claims
1. Antrieb für ein Fahrzeug, das über bezüglich seiner die Bewegungsachse bildenden Längsachse rechts und links seitlich versetzt angeordnete, auf der Auf¬ standsfläche abwälzende Laufwerke, insbesondere Rad- und/oder Raupenlaufwerke (8a,δb), 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 (δa,δb)zugeordnet sind, die antriebsmäßig mit dem Gangwechselgetriebe (3), einem die Lenkung bewirkenden Zusatzantrieb (4) und dem zugehörigen Laufwerk verbunden sind, wobei der Zusatzantrieb (4) eine vom Lenkradius abhängige gleichgroße gegensinnige Geschwindigkeitsdifferenz den rechts bzw. links der Längsachse angeordneten Laufwerken (8a,8b) gegenüber der vom Gangwechselgetriebe (3) bewirkten Geschwindig¬ keit aufzwingt,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils mindestens einem der rechten und linken angetriebenen und mit einem Summierungsgetriebe (6) versehenen Laufwerke (8a,8b) ein separater, stufenlos drehzahlveränderbarer Zusatzantrieb (4) zugeordnet ist, dessen Drehzahl zur Lenkung des Fahrzeugs gleich- 93/05995
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mäßig gegensinnig und zur zusätzlichen stufenlosen Veränderung der Vortriebsgeschwindigkeit des Fahr¬ zeuges gleichmäßig gleichsinnig verstellbar ist, und daß der Zusatzantrieb (4) eine stufenlose Drehzahl¬ änderung über Null hinaus zur Drehrichtungsumkehr aufweist.
2. Antrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Steuermittel (12) vorgesehen sind, über die die von einem Geschwindigkeitsgeber (10) und einem Lenk¬ geber (9) vorgegebenen Werte in Steuerimpulse für die Zusatzantriebe (4) umgesetzt werden.
3. Antrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel (12) mit einem Motorbelastungs¬ geber (14) verbunden sind.
4. Antrieb nach Anspruch 2 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel (12) ein Additionsglied zur Addition der gleich bzw. gegensinnigen Verstellbefehle von Geschwindigkeitsgeber (10) und Lenkgeber (9) um¬ fassen. 93
- 17 -
5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzantriebe (4) jeweils aus einer zur Drehrichtungsumkehr stufenlos über Null verstellbaren Hydropumpe (4a) und einem davon beaufschlagten Hydro¬ motor (4d) bestehen.
6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel (12) einen Drehzahlvergleicher umfassen, über den bei einem Gangwechsel des Gang¬ wechselgetriebes (3) die Drehzahlen der miteinander in Eingriff zu bringenden Zahnräder verglichen werden und daß die Steuermittel (12) einen Verstellgeber umfassen, über den Steuerimpulse für die gleichsinnige Ver¬ stellung der Zusatzantriebe (4) zur Synchronisierung der Drehzahlen der miteinander in Eingriff zu bringenden Zahnräder der Stufen des Gangwechselge¬ triebes (3) erzeugt werden.
7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den angetriebenen Laufwerken (8a,8b) und den zugehörigen Summierungsgetrieben (6) jeweils eine Bremse und eine Kupplung (Kupplung-/Bremskombination 7) angeordnet sind. 93/05995
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8. Antrieb nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel (12) mit Mitteln zur Betätigung der jeweils kurveninneren Kupplung und Bremse ver¬ bunden sind.
9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis δ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Summierungsgetriebe (6) als Planetengetriebe mit zwei Eingängen und einem Ausgang gestaltet sind.
10. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens die mechanischen Getriebekomponenten, bestehend aus einem Verzweigungsgetriebe (2) zum Abzweig des Antriebs für die Zusatzantriebe (4), dem Gangwechselgetriebe (3), dem Hauptgetriebeausgang (5) und den Summierungsgetrieben (6) zu einem Block zusammengefaßt sind.
11. Antrieb nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Verbindung zwischen der Hydropumpe (4a) und dem Hydromotor (4d) jeweils ein Druckgeber (4f) vor¬ handen ist.
12. Antrieb nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckgeber (4f) mit einem Druckvergleicher der Steuermittel (12) verbunden sind, welcher bei Kurven¬ fahrt einen Steuerimpuls zur Überdrückung der kurven¬ inneren Raupe (δa,δb) eines als Raupenfahrzeug ge¬ stalteten Fahrzeuges bei Überschreiten einer ersten vorgegebenen Druckdifferenz erzeugen.
13. Antrieb nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß auch die kurvenäußere Raupe (8a,8b) durch Über¬ drückung eine Verkürzung ihres Kontaktbereiches zur AufStandsfläche bei Überschreiten einer vorgegebenen zweiten Druckdifferenz erfährt.
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DE4131917 | 1991-09-25 | ||
DEP4131917.6 | 1991-09-25 | ||
DEP4230534.9 | 1992-09-12 | ||
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Publications (1)
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