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DE60013340T2 - Antriebseinheit für elektrisch angetriebene Erdbewegungsfahrzeuge und landwirtschaftliche Fahrzeuge mit Vierradantrieb - Google Patents

Antriebseinheit für elektrisch angetriebene Erdbewegungsfahrzeuge und landwirtschaftliche Fahrzeuge mit Vierradantrieb Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für elektrische Erdbewegungs- und Landwirtschaftsfahrzeuge mit Vierradantrieb.
  • Für eine Erdbewegung und landwirtschaftliche Arbeiten sind auch Fahrzeuge mit einem hydraulischen Antrieb bekannt, der durch eine Pumpe gesteuert wird, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird: Insbesondere können einige Fahrzeuge vorne oder hinten mit Greifern, Ladeschaufeln, Schildern, Hubgabeln, Baggern, Zerkleinerern, Bohrern, Drehbürsten oder Ausrüstung irgendeiner Art ausgerüstet werden, die hydraulisch betätigt wird. Antriebseinheiten für Fahrzeuge dieser Art sind extrem effektiv, wenn sie aber in geschlossenen Räumen, wie z.B. Minen, Kellern, Schiffsladeräumen, Industriegebäuden, historischen Stadtzentren, Friedhöfen oder dgl. verwendet werden, haben sie den Nachteil, dass ihre Verbrennungsmotoren Abgase emittieren und Geräusche in einem Ausmaß erzeugen, die insbesondere in solchen Umgebungen unerwünscht sind.
  • In der Praxis besteht daher der Bedarf an Fahrzeugen, die die Koeffizienten der Akustik und chemischer Aggressivität reduzieren und die bei einer weiten Sicherstellung der Umweltfreundlichkeit eine mäßige Auswirkung auf den Benutzer und auf die involvierten Bürger haben.
  • Andererseits müssen Erdbewegungsfahrzeuge anders als batteriebetriebene, als Gabelstapler bekannte Fahrzeuge mit Elektroantrieb, die normalerweise auf Bodenhöhe und an demselben Ort arbeiten, bedeutende Wege auf Straßen, einschließlich ungepflasterter Straßen, zurücklegen, ohne Stationen zum Wiederaufladen oder Ersetzen der Batterien.
  • Die US 2944830 A offenbart eine Antriebseinheit gemäß dem Obergriff des Patentanspruchs 1, die zwei Elektromotoren umfasst, die die hinteren und vorderen Räder antreiben.
  • Das Ziel der Erfindung liegt darin, eine Antriebseinheit für elektrische Erdbewegungs- und Landwirtschaftsfahrzeuge mit Vierradantrieb zu schaffen, die deutliche Wege auf Straßen zurücklegen kann, ohne Emission toxischer Gase arbeitet, mit Ausrüstung irgendeiner Art ausgestattet werden kann, die hydraulisch betätigt werden kann, und einen bemerkenswerten Betriebsbereich aufweist.
  • Insbesondere besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin, einen Aufbau zu schaffen, der einfach ist, in der Praxis relativ leicht zu schaffen ist, sicher in der Verwendung ist, betriebseffektiv ist und relativ bescheiden in den Kosten ist.
  • Dieses Ziel, dieser Zweck und anderes, was nachstehend deutlich wird, werden durch eine Antriebseinheit für elektrische Erdbewegungs- und Landwirtschaftsfahrzeuge mit Vierradantrieb gemäß Anspruch 1 erreicht.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform einer Antriebseinheit für elektrische Erdbewegungs- und Landwirtschaftsfahrzeuge mit Vierradantrieb gemäß der Erfindung deutlich, die lediglich anhand eines nicht beschränkenden Beispiels in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, in denen
  • 1 eine schematische perspektivische Ansicht der Antriebseinheit für elektrische Erdbewegungs- und Landwirtschaftsfahrzeuge mit Vierradantrieb gemäß der Erfindung ist,
  • 2 eine Seitenansicht der Antriebseinheit ist,
  • 3 eine Draufsicht auf die Antriebseinheit ist,
  • 4a – 4c Blockdiagramme der elektrischen Stromversorgung der Fahrmotorantriebseinrichtung des Fahrzeugs mit zwei elektrischen Motoren in verschiedenen geplanten Kupplungsoptionen sind, und
  • 5 eine Vorderansicht einer getriebeartigen Verteiler- und Reduziereinheit der Antriebseinheit ist.
  • Besonders bezugnehmend auf die oben stehenden Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 insgesamt eine Antriebseinheit für elektrische Erdbewegungs- und Landwirtschaftsfahrzeuge mit Vierradantrieb gemäß der Erfindung, deren normale Richtung der Vorwärtsfahrt durch den Pfeil A bezeichnet ist.
  • Die Antriebseinheit 1 umfasst ein Tragchassis 2, einen elektrischen Motorantrieb 3 für Antriebsräder des Fahrzeugs, und eine Einrichtung 4 für die schwingende Lagerung der Vorderachse des Fahrzeugs, die in einem unteren Bereich an dem vorderen Ende des Tragchassis befestigt ist.
  • Der Motorantrieb 3 umfasst eine getriebeartige Reduzier- und Verteilereinheit 5, die in einem Gehäuse 6 untergebracht ist, das fest an das Chassis gekoppelt ist: Die Bezugszeichen 8 und 9 bezeichnen zwei Elektromotoren, deren Körper an dem Gehäuse 6 befestigt sind: Die horizontalen Ausgangswellen der Motoren 8 und 9 tragen jeweils gezahnte Ritzel 10, die, optional mittels eines dazwischen angeordneten Zwischenrades, ein Zahnrad 12 antreiben, das mittels einer Keilwellenverbindung auf einer vorderen Längsverteilerwelle 13 und auf einer hinteren Längsverteilerwelle 14 angebracht ist, wobei beide Wellen aus dem Gehäuse vorstehen.
  • Die Wellen 13 und 14 können entweder eine einzelne feste Welle sein, deren zwei Enden aus dem Gehäuse vorstehen, oder zwei getrennte Wellen sein, die gegenseitig durch ein Differential verbunden sind, das für eine Fahrt auf einer Straße selbstsperrend oder manuell sperrbar ist.
  • An den jeweiligen Enden der zwei Wellen 13 und 14 sind zwei Differentiale 15 und 16 angebracht, und eine Vorderachse 17 und eine Hinterachse 18 stehen jeweils aus den Differentialen vor und sind für jeweilige Paare von Naben und jeweilige Antriebsräder 19a, 19b und 20a, 20b gedacht. Wenigstens eine der Achsen ist mit Lenkelementen versehen: In dem speziellen gezeigten Fall haben beide Achsen jeweils herkömmliche Lenkelemente 21 und 22.
  • Das Bezugszeichen 23 bezeichnet insgesamt eine Einrichtung für eine schwingende Lagerung der Vorderachse, die in einem unteren Bereich an dem vorderen Ende des Tragchassis 2 befestigt ist.
  • Vorteilhafterweise ist in dem Tragchassis 2 an einer mittleren und unteren Position ein in Querrichtung offener Tunnel 24 für eine Anbringung eines Satzes von Batterien B vorgesehen.
  • Der Tunnel 24 bildet einen kastenähnlichen Raum, der ein einzelner durchgehender Raum sein kann, oder von einem Paar von Raumabschnitten gebildet werden kann, die durch einen Kanal für den Durchgang der vorderen Verteilerwelle getrennt sind.
  • Zweckmäßigerweise ist das Chassis mit zusätzlichen Räumen für eine Anordnung eines zweiten Satzes von Batterien, z.B. oberhalb der Vorderräder versehen.
  • Wie es gezeigt ist, sind zwei elektrische Motoren 8 und 9 für die Antriebsräder vorgesehen, die mittels einer Verteiler- und Reduziereinheit mit den Verteilerwellen 13 und 14 verbunden sind und mittels einer Steuereinheit 25 mit dem Satz von Batterien B in Reihe oder einzeln oder parallel geschaltet werden können, damit sie inkremental höhere Drehzahlen schaffen können: Vorteilhafterweise weisen die Wellen 13 und 14 an ihren Enden jeweils Universalverbindungen 26a, 26b, 27a und 27b auf.
  • Bei einer anderen Ausführungsform sind vier elektrische Motoren vorgesehen: Zwei sind einer vorderen Verteiler- und Reduziereinheit zugeordnet und zwei sind einer hinteren Verteiler- und Reduziereinheit zugeordnet.
  • Die Batteriesätze B sind von einer Art, die als Gelbatterien oder Batterien mit absorbierter Säure bekannt sind, und sind geeignet, auch bei hohen Steigungen und intensiver mechanischer Belastung zu arbeiten.
  • Eine Scheibe 28 ist im rechten Winkel zu einer der Verteilerwellen, insbesondere der vorderen, befestigt und kann mittels zweier Bremsschuhe 29a und 29b gebremst werden.
  • Vorteilhafterweise ist das Fahrzeug mit einer Plattform 30 versehen, auf der eine elektrizitätserzeugende Einheit getragen werden kann, um die Batteriesätze aufzuladen: Die Einheit kann in einem Bereich abgelegt sein, in dem sie betrieben werden kann, ohne Verschmutzungsprobleme zu verursachen, und kann auch mittels eines langen Kabels mit dem Fahrzeug verbunden werden, um die Batterien während des Betriebes aufzuladen.
  • Die Antriebseinheit für elektrische Erdbewegungs- und Landwirtschaftsfahrzeuge mit Vierradantrieb gemäß der Erfindung kann auch lange Strecken auf Straßen abdecken, da die Fahrmotoren durch jede der Batteriesätze versorgt werden kann, um die Geschwindigkeit oder den Bereicherfordernissen entsprechend zu erhöhen; darüber hinaus kann sie ohne Emission toxischer Gase betrieben werden und kann mit irgendeiner hydraulisch betätigbaren Ausrüstung ausgerüstet werden.
  • Es wurde somit gezeigt, dass die Erfindung das beabsichtigte Ziel und auch den Zweck erreicht.
  • Die auf diese Weise erdachte Erfindung kann zahlreichen Modifikationen und Variationen unterworfen werden, die alle innerhalb des Schutzbereichs des erfindungsgemäßen Konzepts liegen.
  • Alle Details können außerdem durch andere technische Äquivalente ersetzt werden.
  • Die verwendeten Materialien, sowie die Formen und die Dimensionen können den Erfordernissen entsprechend irgendwie sein, ohne den Schutzbereich der angehängten Ansprüche aufzugeben.

Claims (9)

  1. Antriebseinheit für elektrische Erdbewegungs- und Landwirtschaftsfahrzeuge mit Vierradantrieb, mit einem Tragfahrwerk, einem Elektromotorantrieb für einen Antrieb von Rädern des Fahrzeugs, einer vorderen Längsverteilerwelle und einer hinteren Längsverteilerwelle, zwei Differentialen, die an den Enden der Verteilerwellen angebracht sind und von denen aus eine Vorderachse bzw. eine Hinterachse für jeweilige Paare von Antriebsrädern vorstehen, wobei wenigstens eine der Achsen mit Lenkelementen versehen ist, und einer Einrichtung für eine schwingende Lagerung der Vorderachse, die in einem nach unten gerichteten Bereich an einem vorderen Ende des Tragwerks befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorantrieb eine Getriebe-Reduzier- und -Verteilereinheit (5), die in einem Gehäuse eingebaut ist, das fest mit dem Fahrwerk gekoppelt ist, und wenigstens zwei Elektromotoren (8) umfasst, deren Körper an dem Gehäuse befestigt ist, wobei die vordere Längsverteilerwelle und die hintere Längsverteilerwelle von dem Gehäuse vorstehen.
  2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren mit den Verteilerwellen mittels der Verteiler- und Reduziereinheit verbunden sind, und mittels einer Steuereinheit mit einem Satz Batterien in Reihe oder einzeln oder parallel verbunden werden können, um inkremental höhere Drehzahlen bereit zu stellen.
  3. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere und die hintere Längsverteilerwelle einzelne starre Wellen sind, deren Enden von dem Gehäuse vorstehen.
  4. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere und die hintere Längsverteilerwelle getrennt sind und gegenseitig durch ein selbstsperrendes oder ein manuell sperrbares Differential für eine Straßenfahrt verbunden sind.
  5. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragfahrwerk in einer mittleren Position und in einem nach unten gerichteten Bereich einen in Querrichtung offenen Tunnel für einen Einsatz eines ersten Batteriesatzes aufweist.
  6. Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragfahrwerk weitere Räume aufweist, die im Wesentlichen oberhalb der Vorderräder für einen zweiten Batteriesatz angeordnet sind.
  7. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Batteriesatz von einer Art sind, die als Batterien mit Gelzelle oder absorbierter Säure bekannt sind und auch bei starken Neigungen und unter intensiven mechanischen Beanspruchungen funktionieren können.
  8. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheibe im rechten Winkel zu einer der Verteilerwellen befestigt ist und von einem Paar von Bremsschuhen gebremst werden kann.
  9. Antriebseinheit nach Anspruch 1, mit vier Elektromotoren für den Antrieb von Rädern, wobei die Motoren in Paaren mittels einer vorderen Verteiler- und Reduziereinheit und einer hinteren Verteiler- und Reduziereinheit verbunden werden können, wobei die Motoren mittels einer Steuereinheit mit einem Satz von Batterien in Reihe oder einzeln oder parallel verbunden werden können, um inkremental höhere Drehzahlen bereit zu stellen.
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