DE102021209463A1

DE102021209463A1 - Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102021209463A1
Application number: DE102021209463.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Morrison; Jürgen Legner; Eduard Heilig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2023-03-02
Also published as: EP4396016A1; WO2023031157A1; CN117615928A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang (64) und eine Arbeitsmaschine (50), wobei die Arbeitsmaschine (50) wenigstens eine erste angetriebene Achse (56) und eine zweite angetriebene Achse (58) aufweist und wobei jeweilige Räder (60) der ersten angetriebenen Achse (56) einen kleineren Wirkdurchmesser als jeweilige Räder der zweiten Achse aufweisen. Der Antriebsstrang (64) weist einen elektrischen Traktionsmotor (66), ein Getriebe (68) und eine Achsabschaltungsvorrichtung (70) auf. Eine Antriebswelle des Getriebes (68) ist mit einer Abtriebswelle des Traktionsmotors (66) und eine erste Abtriebswelle des Getriebes (68) mit einer Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung (70). Eine Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung (70) ist dazu ausgebildet, mit der ersten Achse (56) verbunden zu werden und eine zweite Abtriebswelle des Getriebes (68) dazu, mit der zweiten Achse (58). Die Abtriebswelle des Traktionsmotors (66), die erste Abtriebswelle des Getriebes (68) und die zweite Abtriebswelle des Getriebes (68) erstrecken sich in einer Ebene.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine sowie eine Arbeitsmaschine.
Stand der Technik
Bei einer Arbeitsmaschine, wie einem Baggerlader, mit einem Antriebsstrang mit Verbrennungsmotor ist es bekannt, dass der Antriebsstrang eine angetriebene Vorderachse und eine angetriebene Hinterachse aufweisen kann. Dafür wird die Vorderachse und die Hinterachse jeweils von dem Verbrennungsmotor über ein Getriebe des Antriebsstrangs angetrieben. Der Verbrennungsmotor benötigt eine Ölwanne. Um einen für die Ölwanne notwendigen Bauraum bereitstellen zu können, ist eine Verbindung der Vorderachse mit dem Getriebe zu einer Verbindung der Hinterachse mit dem Getriebe in Hochrichtung versetzt. Dadurch kann jedoch eine Bodenfreiheit der Arbeitsmaschine und damit deren Geländegängigkeit reduziert sein.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine kann als Fahrzeug ausgebildet sein, beispielsweise als Baggerlader oder als Traktor. Die Arbeitsmaschine weist wenigstens eine erste angetriebene Achse und eine zweite angetriebene Achse auf. An jeder Achse können an jedem Ende eine oder mehrere Räder angeordnet sein, mittels welchen die Arbeitsmaschine über den Boden rollen kann. Eine Achse kann eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Welle aufweisen und beispielsweise an einem Fahrzeugrahmen federnd gelagert sein. Die erste Achse kann beispielsweise als eine Vorderachse ausgebildet sein. Die zweite Achse kann beispielsweise als eine Hinterachse ausgebildet sein.
Jeweilige Räder der ersten Achse weisen einen kleineren Wirkdurchmesser als jeweilige Räder der zweiten Achse auf. Beispielsweise können die Räder der ersten Achse einen kleineren Wirkdurchmesser als die Räder der zweiten Achse aufweisen. Die unterschiedlichen Wirkdurchmesser können bessere Fahreigenschaften der Arbeitsmaschine erlauben. Ein Rad kann ein scheibenförmiger Gegenstand sein. Die jeweiligen Räder können beispielsweise mit deren Außenumfang einen Boden unter der Arbeitsmaschine kontaktieren. Die Räder einer Achse können jeweils einen einheitlichen Wirkdurchmesser aufweisen. Der Wirkdurchmesser kann einem Radius von einer Drehachse des Rads bis zu einer Kontaktfläche mit dem Boden entsprechen. Der Wirkdurchmesser kann einem maximalen Durchmesser des Rades entsprechen. Der Wirkdurchmesser kann einem Durchmesser des Rads bei Belastung und damit elastischer Verformung entsprechen. Die angetriebenen Achsen können mit deren Rädern dazu ausgebildet sein, eine Antriebskraft des Antriebsstrangs an den Boden zu übertragen. Beispielsweise kann der Antriebsstrang als Allrad-Antriebsstrang ausgebildet sein. Durch die unterschiedlichen Wirkdurchmesser der Räder kann eine Drehachse der ersten angetriebenen Achse zu einer Drehachse der zweiten angetriebenen Achse in Fahrzeughochrichtung versetzt sein. Die erste angetriebene Achse kann zu der zweiten angetriebenen Achse zumindest bei einer Geradeausfahrt parallel angeordnet sein.
Der Antriebsstrang weist einen elektrischen Traktionsmotor, ein Getriebe und eine Achsabschaltungsvorrichtung auf. Der elektrische Traktionsmotor kann dafür ausgebildet sein, eine Antriebskraft der Arbeitsmaschine bereitzustellen. Die Arbeitsmaschine kann also als elektrisch angetriebene Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Zusätzlich kann der Traktionsmotor auch dazu ausgebildet sein, eine Leistung zum Betätigen jeweiliger Werkzeuge der Arbeitsmaschine bereitzustellen.
Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, eine durch den Traktionsmotor bereitgestellte Antriebskraft zu übersetzen. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, unterschiedliche Gänge schaltbar bereitzustellen, welche jeweils eine andere Übersetzung bedingen. Beispielsweise kann eine von dem Traktionsmotor bereitgestellte Drehzahl von dem Getriebe in eine höhere oder geringere Drehzahl übersetzt werden. Das Getriebe kann für das Schalten der Gänge ein oder mehrere Schaltelemente aufweisen, wie reibschlüssige oder formschlüssige Kupplungen.
Die Achsabschaltvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Übertragung der Antriebskraft von dem Traktionsmotor an eine der angetriebenen Achsen, beispielsweise die erste angetriebene Achse, zu unterbrechen. Die Achsabschaltvorrichtung kann für das Betätigen der Achsabschaltung ein oder mehrere Schaltelemente aufweisen, wie reibschlüssige oder formschlüssige Kupplungen. Dadurch kann eine Allrad-Funktion des Antriebsstrangs angeschaltet und ausgeschaltet werden. So kann bei Fahrten, bei welchen keine Allrad-Funktion benötigt wird, wie auf einer Straße, eine Effizienz des Antriebsstrangs erhöht werden und alternativ oder zusätzlich ein Verschleiß, insbesondere jeweiliger Räder bei einer Kurvenfahrt, reduziert werden. Die Achsabschaltvorrichtung kann beispielsweise im Kraftfluss vom Motor an die angetriebene Achse, deren Verbindung mit dem Traktionsmotor mittels der Achsabschaltvorrichtung unterbrechbar ist, zwischen dem Getriebe und dieser angetriebenen Achse angeordnet sein. Die Achsabschaltung kann beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sein, beispielsweise mittels eines Ventilblocks.
Eine Antriebswelle des Getriebes ist mit einer Abtriebswelle des Traktionsmotors verbunden. Die Antriebswelle des Getriebes kann eine Eingangswelle sein, an welcher die Antriebskraft zur Übersetzung bereitstellbar ist. Die Abtriebswelle des Traktionsmotors kann eine Ausgangswelle des Traktionsmotors sein, an welcher die Antriebskraft durch den Traktionsmotor bereitstellbar ist.
Eine erste Abtriebswelle des Getriebes ist mit einer Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung verbunden. Die erste Abtriebswelle des Getriebes kann eine Ausgangswelle des Getriebes sein, an welcher wenigstens ein Teil der übersetzten Antriebskraft durch das Getriebe bereitstellbar ist, beispielsweise zur Übertragung an die erste angetriebene Achse. Die Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung kann eine Eingangswelle sein, an welcher der Teil der Antriebskraft bereitstellbar ist, insbesondere zur trennbaren Übertragung an die erste angetriebene Achse.
Eine Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, mit der ersten Achse verbunden zu werden. Die Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung kann eine Ausgangswelle der Achsabschaltungsvorrichtung sein, an welcher der an die Achsabschaltungsvorrichtung übertragene Teil der Antriebskraft bereitstellbar ist, beispielsweise zur Übertragung an die erste angetriebene Achse. An der Ausgangswelle der Achsabschaltungsvorrichtung kann diese Kraft beispielsweise nur bereitgestellt sein, sofern nicht die Achsabschaltung aktiviert ist.
Eine zweite Abtriebswelle des Getriebes ist dazu ausgebildet, mit der zweiten Achse verbunden zu werden. Die zweite Abtriebswelle des Getriebes kann eine Ausgangswelle des Getriebes sein, an welcher wenigstens ein Teil der übersetzten Antriebskraft durch das Getriebe bereitstellbar ist, beispielsweise zur Übertragung an die zweite angetriebene Achse. Beispielsweise kann an der zweiten Abtriebswelle des Getriebes derjenige Teil der gesamten durch den Traktionsmotor an dem Getriebe bereitgestellten Antriebskraft bereitgestellt werden, welcher nicht an der ersten Abtriebswelle des Getriebes bereitgestellt wird.
Der Antriebsstrang kann die erste angetriebene Achse und die zweite angetriebene Achse aufweisen. In diesem Fall kann die Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung mit der ersten Achse verbunden sein und die zweite Abtriebswelle des Getriebes mit der zweiten Achse verbunden sein. Zusätzlich kann der Antriebsstrang ein oder mehrere Differenziale aufweisen. Die Differenziale können beispielsweise als Sperrdifferenziale ausgebildet sein.
Die Abtriebswelle des Traktionsmotors, die erste Abtriebswelle des Getriebes und die zweite Abtriebswelle des Getriebes erstrecken sich in einer Ebene. Eine Anordnung einer jeweiligen Welle kann durch deren Drehachse definiert sein. Beispielsweise kann die Erstreckung einer Welle der Drehachse entsprechen. Die Drehachse einer Welle kann deren Längsachse und alternativ oder zusätzlich deren Mittelachse entsprechen. Die Ebene kann sich beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung und alternativ oder zusätzlich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Durch die gemeinsame Anordnung in einer Ebene kann eine große Bodenfreiheit ermöglicht werden. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, dass bei einem elektrischen Traktionsmotor keine Ölwanne notwendig ist, um welche die Verbindung einer der angetriebenen Achsen, beispielsweise der Vorderachse, herumgeführt werden muss. Dadurch braucht beispielsweise keine Kardanwelle nach unten versetzt zu einer anderen Kardanwelle an dem Getriebe angeschlossen werden. So kann ein jeweiliger Anschlussbereich für die erste angetriebene Achse und die zweite angetriebene Achse bei dem Getriebe beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung versetzt angeordnet sein statt in Fahrzeughochrichtung. Gleichzeitig kann trotz der unterschiedlich großen Räder an den beiden angetriebenen Achsen ein Winkel der Kardanwellen zur Verbindung jeweiliger angetriebener Achsen mit dem Getriebe minimiert werden.
Jedes Bauteil kann dazu ausgebildet sein, von dessen Antriebswelle an dessen Abtriebswelle bzw. deren Abtriebswellen ein Drehmoment zu übertragen. Das Drehmoment kann zu der Antriebskraft korrespondieren. Zwei Wellen können durch eine mechanische Verbindung verbunden sein, beispielsweise mittels eines Flanschs. Die Verbindung einer Welle mit einer anderen Welle kann eine im Wesentlichen gleichartige Bewegung dieser zwei Wellen bedingen. Ein Anschlussbereich einer Welle zum Verbinden mit einer anderen Welle kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine formschlüssige Befestigung, beispielsweise mittels einer Verschraubung, zu ermöglichen.
Beispielsweise kann ein Anschlussbereich der ersten Abtriebswelle des Getriebes entgegengesetzt zu einem Anschlussbereich der zweiten Abtriebswelle des Getriebes ausgerichtet sein, insbesondere in der Ebene. Der Anschlussbereich der ersten Abtriebswelle des Getriebes kann beispielsweise nach vorne in Fahrzeuglängsrichtung weisen und der Anschlussbereich der zweiten Abtriebswelle des Getriebes nach hinten in Fahrzeuglängsrichtung weisen. Dadurch ist eine Verbindung der beiden angetriebenen Achsen mit dem Getriebe jeweils einfach und direkt möglich.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass sich auch die Antriebswelle des Getriebes in der Ebene erstreckt. Dadurch kann eine einfache und symmetrische Anordnung erreicht werden. Zudem kann das Getriebe so eine einfache und kostengünstige Gestaltung aufweisen. Beispielsweise können alle Wellen des Getriebes parallel zueinander und alternativ oder zusätzlich in der Ebene angeordnet sein.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass sich auch die Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung in der Ebene erstreckt. In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass sich auch die Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung in der Ebene erstreckt. Dadurch kann eine einfache und symmetrische Anordnung erreicht werden. Zudem kann die Achsabschaltungsvorrichtung so eine einfache und kostengünstige Gestaltung aufweisen. Beispielsweise können alle Wellen der Achsabschaltungsvorrichtung parallel zueinander und alternativ oder zusätzlich in der Ebene angeordnet sein. Beispielsweise kann die Achsabschaltvorrichtung nur koaxiale Wellen aufweisen und so besonders kompakt sein. Beispielsweise kann die Achsabschaltvorrichtung koaxial zu dem Getriebe angeordnet sein, sofern sich die Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung und die Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung in der Ebene erstrecken.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass jeweilige sich in der Ebene erstreckende Wellen des Antriebsstrangs achsparallel zueinander angeordnet sind. Dadurch kann sich eine radiale kompakte Bauweise des Antriebsstrangs ergeben. Zudem kann die Bauweise des Antriebsstrangs einfach sein und Querbelastungen reduziert werden.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass die erste Abtriebswelle des Getriebes zu der Abtriebswelle des Traktionsmotors koaxial angeordnet ist. Zusätzlich kann die zweite Abtriebswelle des Getriebes versetzt zu der ersten Abtriebswelle des Getriebes angeordnet sein. Beispielsweise kann die erste Abtriebswelle des Getriebes versetzt in Fahrzeugquerrichtung parallel zu der zweiten Abtriebswelle des Getriebes angeordnet sein. Durch diese Bauweise ergibt sich eine große Bodenfreiheit bei gleichzeitig einfacher Verbindung des Traktionsmotors. Diese Anordnung ist insbesondere vorteilhaft, falls der Traktionsmotor auf einer Seite des Getriebes angeordnet ist, welche der zweiten angetriebenen Achse zugewandt ist. Dann kann der Traktionsmotor mit seiner Abtriebswelle koaxial zu einer Antriebswelle des Getriebes angeordnet sein. Sofern der Traktionsmotor auf einer Seite des Getriebes angeordnet ist, welche der ersten angetriebenen Achse zugewandt ist, kann beispielsweise auch für eine einfache Verbindung des Traktionsmotors die zweite Abtriebswelle des Getriebes zu der Abtriebswelle des Traktionsmotors koaxial angeordnet sein und die erste Abtriebswelle des Getriebes versetzt zu der ersten Abtriebswelle des Getriebes angeordnet sein. In beiden Fällen kann so jeweils die Verbindung des Getriebes mit der angetriebenen Achse, welche auf der gleichen Seite des Getriebes angeordnet ist wie der Traktionsmotor, einfach an dem Traktionsmotor seitlich vorbeigeführt werden, beispielsweise in der Ebene. Versetzt kann hier bedeuten, dass jeweilige Drehachsen nicht koaxial angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung zu der ersten Abtriebswelle des Getriebes koaxial angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung zu der ersten Abtriebswelle des Getriebes koaxial angeordnet sein.
Alternativ kann die erste Abtriebswelle des Getriebes und die zweite Abtriebswelle des Getriebes koaxial sein und versetzt zu der Abtriebswelle des Traktionsmotors. Dann kann die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle durch eine gemeinsame Welle gebildet sein.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass sich die Ebene in Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Dadurch kann eine im Wesentlichen gleichmäßige Bodenfreiheit in Fahrzeugquerrichtung erreicht werden. Die Fahrzeugquerrichtung kann eine Richtung orthogonal zu einer Fahrzeuglängsrichtung sein. Die Fahrzeuglängsrichtung kann sich von vorne nach hinten bei der Arbeitsmaschine erstrecken. Die Fahrzeughochrichtung kann hierzu orthogonal und im Wesentlichen vertikal sein.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass das Getriebe dazu ausgebildet ist, eine Neutralstellung bereitzustellen. Die Neutralstellung kann einen Leerlauf bereitstellen. Die Neutralstellung kann ein Gang sein, in welchem kein Drehmoment oder nur ein zu vernachlässigendes Drehmoment, beispielsweise aufgrund einer Synchronisierung, von der Abtriebswelle des Traktionsmotors an die erste angetriebene Achse und alternativ oder zusätzlich die zweite angetriebene Achse übertragbar ist. In der Neutralstellung können dafür beispielsweise entsprechende Schaltelemente des Getriebes geöffnet sein.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass der Antriebsstrang eine Steuervorrichtung für die Achsabschaltvorrichtung aufweist, wobei die Steuervorrichtung an dem Getriebe angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann die Achsabschaltvorrichtung einfach gemeinsam mit dem Getriebe angesteuert werden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung der Achsabschaltvorrichtung und eine Steuervorrichtung des Getriebes mit einem gemeinsamen Kabelbaum verbunden sein und alternativ oder zusätzlich auch zur Steuerung miteinander. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung als ein Ventilblock ausgebildet sein, welcher an einem Gehäuse des Getriebes oder einem Schaltventilblock des Getriebes montiert ist. Die Steuervorrichtung kann an dem Getriebe befestigt sein, beispielsweise mittels einer Verschraubung an dem Gehäuse des Getriebes oder dem Schaltventilblock des Getriebes.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass der Antriebsstrang eine Parkbremse aufweist, welche in das Getriebe integriert ist. Die Parkbremse kann eine Rotation der zweiten angetriebenen Achse und alternativ oder zusätzlich der ersten angetriebene Achse durch ein Blockieren der zweiten Abtriebswelle des Getriebes bzw. der ersten Abtriebswelle des Getriebes blockieren. Die Arbeitsmaschine kann so festgesetzt werden. Beispielsweise kann die Parkbremse in einem Gehäuse des Getriebes angeordnet sein. Beispielsweise kann eine Parkbremsenfunktionalität durch eine Verblockung jeweiliger Zahnräder oder Drehelemente eines Planetenradsatzes des Getriebes bereitgestellt werden oder durch separate Teile, welche dazu ausgebildet sind, schaltbar eine Drehung der ersten Abtriebswelle des Getriebes und alternativ oder zusätzlich der zweiten Abtriebswelle des Getriebes zu blockieren. Durch die Integration der Parkbremse in dem Getriebe kann der Antriebsstrang kompakt sein und die Parkbremse selbst geschützt sein, ohne dass dafür ein Parkbremsengehäuse notwendig ist. Zudem kann die Parkbremse so einfach gemeinsam mit dem Getriebe gesteuert werden.
In einer Ausführungsform des Antriebsstrangs ist es vorgesehen, dass die erste Abtriebswelle des Getriebes mit der Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung mittels einer ersten Kardanwelle verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Abtriebswelle des Getriebes mit der zweiten Achse mittels einer zweiten Kardanwelle verbunden sein. Eine Kardanwelle kann beispielsweise als eine Gelenkwellenkombination mit einem oder zwei Kreuzgelenken ausgebildet sein. Eine Kardanwelle erlaubt eine bewegliche Verbindung von Getriebe zu angetriebener Achse und kann so beispielsweise eine Relativbewegung aufgrund einer Fahrwerksbewegung erlauben. Die Verbindung zwischen angetriebener Achse und zugeordneter Abtriebswelle des Getriebes kann frei von weiteren Wellen sein. Die Kardanwellen können sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Die Kardanwellen können sich quer zu der Ebene erstrecken. Die erste Kardanwelle kann einen Versatz der ersten angetriebenen Achse zu der Ebene, insbesondere einen Versatz in Fahrzeughochrichtung, ausgleichen. Die zweite Kardanwelle kann einen Versatz der zweiten angetriebenen Achse zu der Ebene, insbesondere einen Versatz in Fahrzeughochrichtung, ausgleichen. Die erste Kardanwelle kann sich beispielsweise von dem Getriebe in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne erstecken. Die zweite Kardanwelle kann sich beispielsweise von dem Getriebe in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten erstecken. Die zweite Kardanwelle kann sich beispielsweise bereichsweise neben dem Traktionsmotor lang erstrecken.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine weist einen Antriebsstrang gemäß dem ersten Aspekt auf. Die Arbeitsmaschine weist wenigstens eine erste angetriebene Achse und eine zweite angetriebene Achse auf. Jeweilige Räder der ersten Achse weisen einen kleineren Wirkdurchmesser als jeweilige Räder der zweiten Achse auf. Beispielsweise ist die Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung mit der ersten angetriebenen Achse verbunden. Beispielsweise ist die zweite Abtriebswelle des Getriebes mit der zweiten Achse verbunden. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen.
In einer Ausführungsform der Arbeitsmaschine ist es vorgesehen, dass wenigstens die erste angetriebene Achse oder die zweite angetriebene Achse ein Radnabengetriebe aufweist. Beispielsweise kann jede von der ersten und zweiten angetriebenen Achse jeweils ein Radnabengetriebe aufweisen. Beispielsweise kann pro Seite oder pro Rad einer Achse ein Radnabengetriebe vorgesehen sein. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, an der ersten Abtriebswelle und an der zweiten Abtriebswelle die gleiche Drehzahl und alternativ oder zusätzlich die gleiche Übersetzung von der Antriebswelle des Getriebes bereitzustellen. Das oder die Radnabengetriebe können dazu ausgebildet sein, die unterschiedlichen Wirkdurchmesser der Räder auszugleichen, damit diese bei einer Geradeausfahrt im Wesentlichen die gleiche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Damit können die jeweiligen Räder mit der gleichen Geschwindigkeit über den Boden abrollen und somit ein unerwünschter Schlupf vermieden werden.
In einer Ausführungsform der Arbeitsmaschine ist es vorgesehen, dass die Arbeitsmaschine als Baggerlader ausgebildet ist. Der Baggerlader kann vorne eine Schaufel oder anderes Werkzeug aufweisen. Der Baggerlader kann hinten eine weitere Schaufel oder ein weiteres anderes Werkzeug an einem Ausleger aufweisen. Der Ausleger kann um eine Fahrzeughochachse verschwenkbar sein. Beide Schaufeln bzw. Werkzeuge können nach oben und unten bewegbar sein. Bei einem Baggerlader kann so eine besonders gute Geländegängigkeit erreicht werden, was für diesen Typ von Arbeitsmaschine mit seinem flexiblen Einsatzbereich besonders wünschenswert ist.
Figurenliste

1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Arbeitsmaschine mit einem Antriebsstrang gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Arbeitsmaschine mit einem Antriebsstrang.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 veranschaulicht in einer schematischen Seitenansicht eine als Baggerlader ausgebildete Arbeitsmaschine 10 gemäß dem Stand der Technik. Die Arbeitsmaschine 10 weist eine Baggerschaufel 22 als Werkzeug auf, welche an einer Hinterseite der Arbeitsmaschine 10 beweglich angeordnet ist. Vorne kann die Arbeitsmaschine 10 ein weiteres bewegliches Werkzeug aufweisen. Zudem weist die Arbeitsmaschine 10 eine Fahrerkabine 24 auf.
Die Arbeitsmaschine 10 weist einen Antriebsstrang 12 und eine vordere angetriebene Achse 14 und eine hintere angetriebene Achse 16 auf. An der vorderen angetriebenen Achse 14 ist an beiden Enden jeweils ein Rad 18 angeordnet. An der hinteren angetriebenen Achse 16 ist an beiden Enden jeweils ein Rad 20 angeordnet. Die hinteren Räder 20 weisen einen größeren Wirkdurchmesser als die vorderen Räder 18 auf. Durch die großen hinteren Räder 20 wird ein Einsinken in weichen Boden verringert und eine Geländegängigkeit erhöht. Durch die kleineren vorderen Räder 18 ist die Arbeitsmaschine 10 manövrierfähiger.
Der Antriebsstrang 12 weist einen Verbrennungsmotor 26 als Traktionsmotor auf. Der Verbrennungsmotor 26 versorgt die angetriebenen Achsen 14, 16 mit einer Antriebskraft. Zudem kann der Verbrennungsmotor 26 auch die Leistung zum Betätigen jeweiliger Werkzeuge der Arbeitsmaschine 10 bereitstellen. In Fahrzeughochrichtung unterhalb des Verbrennungsmotors 26 ist eine Ölwanne 28 angeordnet. Die Fahrzeughochrichtung verläuft in der Bildebene von unten nach oben. Der Verbrennungsmotor 26 ist mit seiner in Rückseite weisenden Abtriebswelle an einer Antriebswelle eines Getriebes 30 verbunden, um die Antriebskraft an das Getriebe 30 zu übertragen.
Das Getriebe 30 weist eine vorderseitige erste Abtriebswelle auf, welche mittels einer ersten Kardanwelle 32 mit der vorderen angetriebenen Achse 14 zur Antriebskraftübertragung verbunden ist. Die erste Abtriebswelle des Getriebes 30 ist in Fahrzeughochrichtung zu der Antriebswelle des Getriebes 30 versetzt, sodass die Kardanwelle 32 unterhalb der Ölwanne 28 durchgeführt werden kann. Zudem ragt auch das Getriebe 30 selbst aufgrund des dafür bereitzustellenden Achsversatzes in Fahrzeughochrichtung weit nach unten. Dadurch ergibt sich jedoch eine geringe Bodenfreiheit.
Das Getriebe 30 weist eine hinterseitige zweite Abtriebswelle auf, welche mittels einer zweiten Kardanwelle 34 mit der hinteren angetriebenen Achse 16 zur Antriebskraftübertragung verbunden ist. Die zweite Abtriebswelle des Getriebes 30 ist in Fahrzeughochrichtung zu der Antriebswelle des Getriebes 30 und der ersten Abtriebswelle des Getriebes versetzt, um auf Höhe der hinteren angetriebenen Achse 16 angeordnet zu sein. Dies erfordert bei dem Getriebe 30 eine komplexe Bauweise.
An der zweiten Kardanwelle 34 ist eine Parkbremse 36 angeordnet, mittels welcher die zweite Kardanwelle 34 und damit auch die hintere angetriebene Achse 16 festgesetzt werden kann. Die Parkbremse 36 weist zu deren Schutz ein Gehäuse auf und ist in der Arbeitsmaschine 10 separat montiert.
2 veranschaulicht in einer schematischen Seitenansicht eine als Baggerlader ausgebildete erfindungsgemäße Arbeitsmaschine 50. Die Arbeitsmaschine 50 ist ähnlich zu der Arbeitsmaschine 10 aufgebaut und weist ebenfalls eine Baggerschaufel 52 als Werkzeug auf, welche an einer Hinterseite der Arbeitsmaschine 50 beweglich angeordnet ist. Vorne kann die Arbeitsmaschine 50 ein weiteres bewegliches Werkzeug aufweisen. Zudem weist die Arbeitsmaschine 10 eine Fahrerkabine 54 auf.
Die Arbeitsmaschine 50 weist ebenfalls eine vordere, erste angetriebene Achse 56 und eine hintere, zweite angetriebene Achse 58 auf. An der vorderen angetriebenen Achse 56 ist an beiden Enden jeweils ein Rad 60 angeordnet. Entsprechend ergibt sich eine Fahrzeuglängsrichtung, welche sich in der Bildebene von rechts nach links erstreckt, sodass links zu einer Vorderseite der Arbeitsmaschine 50 korrespondiert und rechts zu einer Hinterseite. An der hinteren angetriebenen Achse 58 ist an beiden Enden jeweils ein Rad 62 angeordnet. Die hinteren Räder 62 weisen einen größeren Wirkdurchmesser als die vorderen Räder 60 auf. Zudem weist die Arbeitsmaschine 50 einen Antriebsstrang 64 auf, welcher jedoch anders als bei der Arbeitsmaschine 10 aufgebaut ist.
Der Antriebsstrang 64 weist einen elektrischen Traktionsmotor 66, ein Getriebe 68 und eine Achsabschaltungsvorrichtung 70 auf. Der elektrische Traktionsmotor 66 ist zum Bereitstellen einer Antriebskraft ausgebildet und kann auch jeweilige Werkzeuge der Arbeitsmaschine 50 mit Leistung versorgen. Der Traktionsmotor 66 ist, wie gezeigt, horizontal eingebaut sein. In einer anderen Ausführungsform ist der Traktionsmotor 66 vertikal eingebaut. Der Antriebsstrang 64 ist dazu ausgebildet, die Antriebskraft über das Getriebe 68 an die erste und zweite angetriebene Achse 56, 58 zu übertragen. Die Achsabschaltungsvorrichtung 70 ist dazu ausgebildet, durch deren Betätigung diese Übertragung an die erste angetriebene Achse 56 zu unterbrechen. Der Traktionsmotor 66 ist in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Getriebe 68 angeordnet. Die Achsabschaltungsvorrichtung 70 ist in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Getriebe 68 angeordnet.
Eine Antriebswelle des Getriebes 68 ist mit einer Abtriebswelle des Traktionsmotors 66 mittels eines Flansches 72 verbunden. Eine erste Abtriebswelle des Getriebes 68 ist mit einer Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung 70 mittels eines weiteren Flansches 74 verbunden. Eine Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung 70 ist mittels einer angeflanschten ersten Kardanwelle 76 mit der ersten angetriebenen Achse 56 verbunden. Die Abtriebswelle des Traktionsmotors 66, die Antriebswelle des Getriebes 68, die erste Abtriebswelle des Getriebes 68, die Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung 64 und die Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung 64 sind koaxial zueinander angeordnet.
Weiterhin weist das Getriebe 68 eine zweite Abtriebswelle auf, welche mit einer angeflanschten zweiten Kardanwelle 82 mit der zweiten angetriebenen Achse 58 verbunden ist. Die zweite Kardanwelle 82 erstreckt sich nach hinten in Fahrzeuglängsrichtung an dem Traktionsmotor 66 vorbei. Die zweite Abtriebswelle des Getriebes 68 ist parallel zu der ersten Abtriebswelle des Getriebes 68 angeordnet und zu dieser in Fahrzeugquerrichtung versetzt. Die Wellen liegen somit in einer durch die Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung gebildeten Ebene. Die Fahrzeugquerrichtung ist orthogonal zu der gezeigten Bildebene. Im Gegensatz zu dem Antriebsstrang 12 bei der Arbeitsmaschine 10 ist bei dem Antriebsstrang 64 der Arbeitsmaschine 50 das Getriebe 68 also so ausgebildet und angeordnet, dass die jeweiligen Abtriebswellen nicht in Fahrzeughochrichtung, sondern Fahrzeugquerrichtung versetzt sind. Die erste Kardanwelle 76 muss bei der Arbeitsmaschine 50 nicht unter einer Ölwanne 28 durchgeführt werden. Durch die Bauweise des Antriebsstrangs 64 ergibt sich eine große Bodenfreiheit.
In einer alternativen Ausführungsform sind die erste Abtriebswelle des Getriebes 68 und die zweite Abtriebswelle des Getriebes 68 koaxial zueinander angeordnet. In diesem Fall können die beiden Abtriebswellen des Getriebes 68 durch eine gemeinsame Welle gebildet sein. In diesem Fall sind dann die beiden Abtriebswellen des Getriebes 68 in Fahrzeugquerrichtung zu der Antriebswelle des Getriebes 68 und die Abtriebswelle des Traktionsmotors 66 versetzt in der Ebene angeordnet. Die Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung 70 ist in diesem Fall weiterhin koaxial zu der ersten Abtriebswelle des Getriebes 68 angeordnet.
Das Getriebe 68 kann in eine Neutralstellung geschaltet werden. Dadurch wird im Hinblick auf eine Massenträgheit des elektrischen Traktionsmotors 66 eine Gangschaltung erleichtert. Das Getriebe 68 weist einen Ventilblock 78 als Steuervorrichtung zum Schalten jeweiliger Schaltelemente des Getriebes 68 auf, welcher außenseitig an einem Getriebegehäuse befestigt ist. Zudem weist der Antriebsstrang 68 einen Ventilblock 80 als Steuervorrichtung für die Achsabschaltungsvorrichtung 70 auf, welcher außenseitig an dem Getriebegehäuse oder dem Ventilblock 78 befestigt ist.
Das Getriebe 68 weist eine integrierte Parkbremse auf. Entsprechend ist keine separate Montage und kein separates Gehäuse für die Parkbremse bei dem Antriebsstrang 64 notwendig.
Bezugszeichenliste

10: Arbeitsmaschine
12: Antriebsstrang
14: erste Achse
16: zweite Achse
18: Räder
20: Räder
22: Baggerschaufel
24: Fahrerkabine
26: Traktionsmotor
28: Ölwanne
30: Getriebe
32: Kardanwelle
34: Kardanwelle
36: Parkbremse
50: Arbeitsmaschine
52: Baggerschaufel
54: Fahrerkabine
56: erste Achse
58: zweite Achse
60: Räder
62: Räder
64: Antriebsstrang
66: Traktionsmotor
68: Getriebe
70: Achsabschaltungsvorrichtung
72: Flansch
74: Flansch
76: Kardanwelle
78: Ventilblock
80: Ventilblock
82: zweite Kardanwelle

Claims

Antriebsstrang (64) einer Arbeitsmaschine (50), wobei die Arbeitsmaschine (50) wenigstens eine erste angetriebene Achse (56) und eine zweite angetriebene Achse (58) aufweist, wobei jeweilige Räder (60) der ersten angetriebenen Achse (56) einen kleineren Wirkdurchmesser als jeweilige Räder der zweiten Achse aufweisen, wobei der Antriebsstrang (64) einen elektrischen Traktionsmotor (66), ein Getriebe (68) und eine Achsabschaltungsvorrichtung (70) aufweist, wobei eine Antriebswelle des Getriebes (68) mit einer Abtriebswelle des elektrischen Traktionsmotors (66) verbunden ist, wobei eine erste Abtriebswelle des Getriebes (68) mit einer Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung (70) verbunden ist, wobei eine Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung (70) dazu ausgebildet ist, mit der ersten Achse (56) verbunden zu werden, wobei eine zweite Abtriebswelle des Getriebes (68) dazu ausgebildet ist, mit der zweiten Achse (58) verbunden zu werden, wobei sich die Abtriebswelle des elektrischen Traktionsmotors (66), die erste Abtriebswelle des Getriebes (68) und die zweite Abtriebswelle des Getriebes (68) in einer Ebene erstrecken.
Antriebsstrang (64) nach Anspruch 1, wobei sich auch die Antriebswelle des Getriebes (68) in der Ebene erstreckt.
Antriebsstrang (64) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich auch die Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung (70) in der Ebene erstreckt.
Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich auch die Abtriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung (70) in der Ebene erstreckt.
Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweilige sich in der Ebene erstreckende Wellen des Antriebsstrangs (64) achsparallel zueinander angeordnet sind.
Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Abtriebswelle des Getriebes (68) zu der Abtriebswelle des elektrischen Traktionsmotors (66) koaxial angeordnet ist und wobei die zweite Abtriebswelle des Getriebes (68) versetzt zu der ersten Abtriebswelle des Getriebes (68) angeordnet ist.
Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Ebene in Fahrzeugquerrichtung erstreckt.
Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebe (68) dazu ausgebildet ist, eine Neutralstellung bereitzustellen.
Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Antriebsstrang (64) eine Steuervorrichtung für die Achsabschaltvorrichtung (70) aufweist, wobei die Steuervorrichtung an dem Getriebe (68) angeordnet ist.
Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Antriebsstrang (64) eine Parkbremse aufweist, welche in das Getriebe (68) integriert ist.
Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Abtriebswelle des Getriebes (68) mit der Antriebswelle der Achsabschaltungsvorrichtung (70) mittels einer ersten Kardanwelle (76) verbunden ist und wobei die zweite Abtriebswelle des Getriebes (68) mit der zweiten Achse mittels einer zweiten Kardanwelle (82) verbunden ist.
Arbeitsmaschine (50) mit einem Antriebsstrang (64) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arbeitsmaschine (50) wenigstens eine erste angetriebene Achse (56) und eine zweite angetriebene Achse (58) aufweist und wobei jeweilige Räder (60) der ersten Achse (56) einen kleineren Wirkdurchmesser als jeweilige Räder (62) der zweiten Achse (58) aufweisen.
Arbeitsmaschine (50) nach Anspruch 12, wobei die erste Achse (56) zu der zweiten Achse (58) in Fahrzeughochrichtung versetzt angeordnet ist.
Arbeitsmaschine (50) nach Anspruch 12 oder 13, wobei wenigstens die erste angetriebene Achse (56) oder die zweite angetriebene Achse (58) ein Radnabengetriebe aufweist.
Arbeitsmaschine (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, wobei die Arbeitsmaschine (50) als Baggerlader ausgebildet ist.