DE102021203558A1

DE102021203558A1 - Tractor combination with driven trailer

Info

Publication number: DE102021203558A1
Application number: DE102021203558.2A
Authority: DE
Inventors: Rico Glöckner; Migen Bebeti
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2022-10-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zugmaschinenverbund (10) mit einer Zugmaschine (12), einem an die Zugmaschine (12) gekoppelten Anhänger (14; 44) und einem Inverter (30; 52). Der Anhänger (14; 44) weist eine Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer angetriebenen Achse (16; 46) mit jeweiligen Rädern und mit wenigstens einem elektrischen Traktionsmotor (24; 50), welcher dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Räder der wenigstens einen angetriebenen Achse (16; 46) mit einer Antriebskraft zu beaufschlagen, auf. Die Zugmaschine (12) weist eine elektrische Energiequelle (26) auf, welche dazu ausgebildet ist, den elektrischen Traktionsmotor (24; 50) der Antriebsvorrichtung des Anhängers (14; 44) über den Inverter (30; 52) zum Antrieb des Anhängers (14; 44) mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Antriebsvorrichtung des Anhängers (14; 44) ist dazu ausgebildet ist, zumindest während einer Maximalgeschwindigkeit (36) der Zugmaschine (12) kein elektromagnetisch induziertes Bremsmoment zu erzeugen. Zudem wird ein Anhänger (14; 44) beschrieben.The present invention relates to a towing vehicle combination (10) with a towing vehicle (12), a trailer (14; 44) coupled to the towing vehicle (12) and an inverter (30; 52). The trailer (14; 44) has a drive device with at least one driven axle (16; 46) with respective wheels and with at least one electric traction motor (24; 50) which is designed to drive the respective wheels of the at least one driven axle (16 ; 46) to apply a driving force. The tractor (12) has an electrical energy source (26) which is designed to drive the electric traction motor (24; 50) of the drive device of the trailer (14; 44) via the inverter (30; 52) to drive the trailer (14 ; 44) with electrical energy. The drive device of the trailer (14; 44) is designed not to generate any electromagnetically induced braking torque at least during a maximum speed (36) of the towing vehicle (12). A trailer (14; 44) is also described.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zugmaschinenverbund mit einer Zugmaschine und einem an diese gekoppelten Anhänger. Zudem bezieht sich die Erfindung auf einen Anhänger für einen Zugmaschinenverbund.The present invention relates to a towing vehicle combination with a towing vehicle and a trailer coupled to it. The invention also relates to a trailer for a towing vehicle combination.

Stand der TechnikState of the art

Ein Zugmaschinenverbund mit einer Zugmaschine und einem daran gekoppelten Anhänger wird üblicherweise nur von der Zugmaschine angetrieben, die dabei den Anhänger bei Vorwärtsfahrt zieht und bei Rückwärtsfahrt schiebt. Zusätzlich kann auch der Anhänger angetrieben sein. Eine solche Gestaltung kann jedoch hohe Kosten verursachen und einen Nutzraum für Geräte und Transportgut in dem Anhänger verringern. Zudem kann in diesem Fall eine maximale Fahrgeschwindigkeit durch einen Fahrbereich des Antriebs des Anhängers begrenzt sein, da sonst beispielsweise ein Teil des Antriebsstrangs des Anhängers beschädigt werden kann. Ebenso kann eine Effizienz des Zugmaschinenverbunds aufgrund des Antriebs in dem Anhänger wenigstens in bestimmten Fahrzuständen gering sein. Beispielsweise können bei hohen Geschwindigkeiten hohe Schleppverluste unerwünscht auftreten.A tractor combination with a tractor and a trailer coupled to it is usually driven only by the tractor, which pulls the trailer when driving forward and pushes it when driving in reverse. In addition, the trailer can also be driven. However, such a design can cause high costs and reduce the usable space for equipment and cargo in the trailer. In addition, in this case a maximum driving speed can be limited by a driving range of the drive of the trailer, since otherwise, for example, part of the drive train of the trailer can be damaged. Likewise, the efficiency of the combination of tractor units can be low, at least in certain driving states, due to the drive in the trailer. For example, high drag losses can occur undesirably at high speeds.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Zugmaschinenverbund mit einer Zugmaschine, einem an die Zugmaschine gekoppelten Anhänger und einem elektrischen Inverter. Der Anhänger weist eine Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer angetriebenen Achse mit jeweiligen Rädern und mit wenigstens einem elektrischen Traktionsmotor auf. Der Traktionsmotor ist dazu ausgebildet, die jeweiligen Räder der wenigstens einen angetriebenen Achse mit einer Antriebskraft zu beaufschlagen. Dazu kann der Traktionsmotor die angetriebene Achse des Anhängers in Rotation versetzen. Die Achse ist beispielsweise als durchgehende Welle ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung kann weitere Teile eines Antriebsstrangs des Anhängers aufweisen. Die Zugmaschine weist eine elektrische Energiequelle auf, welche dazu ausgebildet ist, den elektrischen Traktionsmotor der Antriebsvorrichtung des Anhängers über den Inverter zum Antrieb des Anhängers mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch kann der Anhänger angetrieben werden. Der Inverter kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, die elektrische Energie als Drehstrom bereitzustellen.A first aspect of the invention relates to a towing vehicle combination with a towing vehicle, a trailer coupled to the towing vehicle and an electrical inverter. The trailer has a drive device with at least one driven axle with respective wheels and with at least one electric traction motor. The traction motor is designed to apply a driving force to the respective wheels of the at least one driven axle. To do this, the traction motor can rotate the driven axle of the trailer. The axis is designed, for example, as a continuous shaft. The drive device can have further parts of a drive train of the trailer. The towing vehicle has an electrical energy source which is designed to supply electrical energy to the electric traction motor of the drive device of the trailer via the inverter for driving the trailer. This allows the trailer to be driven. The inverter can be designed, for example, to provide the electrical energy as a three-phase current.

Durch eine solche Bauweise kann der Zugmaschinenverbund besonders leistungsfähig sein. Beispielsweise kann eine Geländegängigkeit, ähnlich zu einem Allrad-PKW, durch die zusätzliche angetriebene Achse des Anhängers erhöht sein. Die Nutzung eines elektrischen Traktionsmotors erlaubt eine bauraumsparende Bauweise und eine einfache Energieversorgung über die Zugmaschine. Auf eine Energiequelle in dem Anhänger kann so verzichtet werden. Beispielsweise kann der Traktionsmotor des Anhängers bei steilen Fahrstrecken und alternativ oder zusätzlich bei Geländefahrten mit niedrigen Geschwindigkeiten unterstützen und entsprechend ausgelegt sein. Der Traktionsmotor kann alle jeweiligen Räder einer Achse gemeinsam antreiben. Der Traktionsmotor des Anhängers kann als Zentralmotor ausgebildet sein. Es ist also kein Traktionsmotor pro Rad oder pro Seite einer angetriebenen Achse des Anhängers notwendig. Stattdessen kann nur ein Traktionsmotor pro angetriebene Achse vorgesehen sein. Dadurch kann die Zahl kostenintensiver elektrischer Motoren trotz der angetriebenen Achse des Anhängers gering sein. Damit kann auch die Zahl der Inverter, beispielsweise im Vergleich zu einem Radnabenantrieb bei einem Anhänger, gering sein.Such a design allows the tractor unit combination to be particularly efficient. For example, off-road mobility, similar to a four-wheel drive car, can be increased by the additional driven axle of the trailer. The use of an electric traction motor allows a space-saving design and a simple power supply via the tractor. An energy source in the trailer can thus be dispensed with. For example, the traction motor of the trailer can support and be designed accordingly on steep routes and alternatively or additionally when driving off-road at low speeds. The traction motor can drive all the respective wheels on an axle together. The traction motor of the trailer can be designed as a central motor. So there is no need for a traction motor per wheel or per side of a driven axle of the trailer. Instead, only one traction motor can be provided per driven axle. As a result, the number of expensive electric motors can be small despite the driven axle of the trailer. This means that the number of inverters can also be small, for example in comparison to a wheel hub drive on a trailer.

Der Traktionsmotor kann dazu ausgebildet sein, permanent mit der angetriebenen Achse mechanisch wirkverbunden zu sein. Eine permanente mechanische Wirkverbindung kann hier bedeuten, dass eine Rotation einer Abtriebswelle des Traktionsmotors, beispielsweise durch einen Rotor gebildet, immer gleichermaßen eine entsprechende Rotation der angetriebenen Achse bewirkt, und umgekehrt. Beispielsweise kann die Abtriebswelle des Traktionsmotors direkt mit der angetriebenen Achse drehfest verbunden sein. Beispielsweise kann die Abtriebswelle des Traktionsmotors über ein Getriebe, beispielsweise mit einer Zahnradstufe, mit der angetriebenen Achse wirkverbunden sein. Ein Kraftfluss zwischen dem Traktionsmotor und der wenigstens einen angetriebenen Achse kann frei von einer dazwischen angeordnet Kupplung sein.The traction motor can be designed to be permanently operatively connected mechanically to the driven axle. A permanent mechanical active connection can mean here that a rotation of an output shaft of the traction motor, for example formed by a rotor, always causes a corresponding rotation of the driven axle, and vice versa. For example, the output shaft of the traction motor can be directly connected to the driven axle in a rotationally fixed manner. For example, the output shaft of the traction motor can be operatively connected to the driven axle via a gear, for example with a gear stage. A power flow between the traction motor and the at least one driven axle can be free of a clutch arranged therebetween.

Eine nicht-permanente mechanische Wirkverbindung liegt beispielsweise vor, wenn eine Rotation durch eine Kupplung entkoppelt werden kann. In diesem Fall kann also die mechanische Wirkverbindung selektiv getrennt werden. Durch die permanente mechanische Wirkverbindung des Traktionsmotors mit der angetriebenen Achse kann die Antriebsvorrichtung des Anhängers kompakt und kostengünstig sein. Zudem kann die Antriebsvorrichtung so hohen Lasten widerstehen und wartungsarm sein. Außerdem ist keine Betätigung einer Kupplung notwendig, welche beispielsweise dafür mit hydraulischem Druck von der Zugmaschine versorgt werden müsste.A non-permanent mechanical active connection exists, for example, if a rotation can be decoupled by a clutch. In this case, the mechanical operative connection can be separated selectively. Due to the permanent mechanical operative connection of the traction motor with the driven axle, the drive device of the trailer can be compact and inexpensive. In addition, the drive device can withstand such high loads and requires little maintenance. In addition, it is not necessary to actuate a clutch, which would have to be supplied with hydraulic pressure from the tractor, for example.

Die Zugmaschine kann eine Antriebsvorrichtung aufweisen, welche beispielsweise einen Verbrennungsmotor oder einen elektrischen Traktionsmotor aufweisen kann. Die Zugmaschine kann eine oder mehrere angetriebene Achsen mit jeweiligen Rädern aufweisen. Die Zugmaschine kann zusätzlich eine oder mehrere antriebslose Achsen mit jeweiligen Rädern aufweisen. Die Energiequelle kann durch einen Generator der Zugmaschine ausgebildet sein, welcher beispielsweise mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, oder einem Energiespeicher, wie einer mit dem elektrischen Traktionsmotor der Zugmaschine verbundenen Batterie oder eine Wasserstoffzelle. Die Energiequelle kann auch dazu ausgebildet sein, einen Traktionsmotor des Anhängers und alternativ oder zusätzlich weitere elektrische Verbraucher, insbesondere Anbaugeräte oder einen Traktionsmotor der Zugmaschine, mit elektrischer Energie zu versorgen. Beispielsweise kann die Energiequelle dafür ausgebildet sein, eine Leistung von wenigstens 5kW, 10kW, 15kW oder mehr zur Verfügung zu stellen. Die Zugmaschine kann zum Steuern des Zugmaschinenverbunds während der Fahrt ausgebildet sein. Die Energiequelle kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, Wechselspannung und alternativ oder zusätzlich Gleichspannung bereitzustellen. Der Inverter kann beispielsweise als Umrichter oder Wechselrichter ausgebildet sein.The tractor can have a drive device, which can have, for example, an internal combustion engine or an electric traction motor. The tractor may have one or more powered axles with respective wheels. The tractor can additionally have one or more non-driven axles with respective wheels. The energy source can be formed by a generator of the tractor, which is connected to the internal combustion engine, for example, or an energy store, such as a battery connected to the electric traction motor of the tractor or a hydrogen cell. The energy source can also be designed to supply electrical energy to a traction motor of the trailer and, alternatively or additionally, to other electrical consumers, in particular attachments or a traction motor of the towing vehicle. For example, the energy source can be designed to provide an output of at least 5 kW, 10 kW, 15 kW or more. The tractor can be designed to control the combination of tractors while driving. The energy source can be designed, for example, to provide AC voltage and, alternatively or additionally, DC voltage. The inverter can be in the form of a converter or inverter, for example.

Die Antriebsvorrichtung des Anhängers kann dazu ausgebildet sein, zumindest während einer Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine kein elektromagnetisch induziertes Bremsmoment zu erzeugen. Die Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine kann beispielsweise eine Geschwindigkeit sein, welche durch die Antriebsvorrichtung der Zugmaschine erreicht werden kann. Die Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine kann aber auch anderweitig begrenzt sein, beispielsweise durch deren Fahrwerk. Die Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine kann auch einer maximal erreichbaren Geschwindigkeit bei Ziehen des leeren Anhängers entsprechen. Das elektromagnetisch induzierte Bremsmoment kann durch eine Rotation des Rotors des Traktionsmotors des Anhängers entstehen, bei welchem ab einer bestimmten Geschwindigkeit eine Spannung im Leerlauf induziert wird. Das Bremsmoment kann sich von einer beabsichtigten Verzögerung durch eine entsprechende Schaltung, insbesondere einer Bestromung des Traktionsmotors, unterscheiden. Es handelt sich also um ein unerwünschtes Bremsmoment, welches einen Schleppverlust verursacht, und nicht um ein erwünschtes Bremsmoment, welches beispielsweise zu einer Verzögerung bei einer Bergabfahrt führt. Dadurch können Schleppverluste aufgrund der Antriebsvorrichtung im Anhänger auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten des Zugmaschinenverbunds sehr gering sein, wodurch der Zugmaschinenverbund sehr effizient sein kann. Zudem können Beschädigungen der Antriebsvorrichtung im Anhänger durch induzierte Spannungen und alternativ oder zusätzlich ein induziertes Bremsmoment vermieden werden.The drive device of the trailer can be designed not to generate any electromagnetically induced braking torque at least during a maximum speed of the towing vehicle. The maximum speed of the tractor can, for example, be a speed which can be achieved by the drive device of the tractor. However, the maximum speed of the tractor can also be limited in other ways, for example by its chassis. The maximum speed of the tractor can also correspond to a maximum achievable speed when towing the empty trailer. The electromagnetically induced braking torque can be caused by a rotation of the rotor of the trailer's traction motor, at which a voltage is induced at idle from a certain speed. The braking torque can differ from an intended deceleration by a corresponding circuit, in particular by energizing the traction motor. It is therefore an undesired braking torque which causes a drag loss and not a desired braking torque which, for example, leads to deceleration when driving downhill. As a result, drag losses due to the drive device in the trailer can be very low even at high driving speeds of the tractor unit combination, as a result of which the tractor unit combination can be very efficient. In addition, damage to the drive device in the trailer due to induced voltages and, alternatively or additionally, an induced braking torque can be avoided.

Durch den elektrischen Traktionsmotor des Anhängers wird ein Antrieb in dem Anhänger bereitgestellt. Der Antrieb der Zugmaschine kann beispielsweise einen anderen Fahrbereich als der Antrieb des Anhängers bereitstellen. Ein Fahrbereich kann ein Geschwindigkeitsbereich sein, in welchem eine Antriebskraft bereitgestellt werden kann. Die Fahrbereiche von dem Antrieb des Anhängers und dem Antrieb der Zugmaschine können sich dabei auch teilweise oder komplett überschneiden, um eine erhöhte Leistung bereitstellen zu können. Beispielsweise kann der Fahrbereich des Anhängers einem langsamen Fahrbereich der Zugmaschine entsprechen, um im Gelände ein hohes Drehmoment bereitstellen zu können und um die Geländegängigkeit durch einen Antrieb mehrerer Achsen zu verbessern. Der Fahrbereich des Antriebs der Zugmaschine kann beispielsweise für eine schnelle Fahrt, wie eine Landstraßenfahrt, und optional zusätzlich für eine langsame Fahrt ausgebildet sein, wobei die langsame Fahrt teilweise oder gänzlich dem Fahrbereich des Antriebs des Anhängers entsprechen kann. Der Fahrbereich kann beispielsweise ein Geschwindigkeitsbereich oder ein Drehmoment sein. Jeweilige Fahrbereiche können durch ein oder mehrere Gänge eines Getriebes bereitgestellt werden.Drive is provided in the trailer by the trailer's electric traction motor. The drive of the tractor can, for example, provide a different driving range than the drive of the trailer. A driving range may be a speed range in which a driving force can be provided. The driving ranges of the drive of the trailer and the drive of the tractor can also partially or completely overlap in order to be able to provide increased power. For example, the driving range of the trailer can correspond to a slow driving range of the towing vehicle in order to be able to provide high torque off-road and to improve off-road mobility by driving multiple axles. The driving range of the drive of the towing vehicle can be designed, for example, for fast driving, such as driving on country roads, and optionally also for slow driving, with the slow driving being able to correspond partially or entirely to the driving range of the trailer drive. The driving range can be a speed range or a torque, for example. Each driving range can be provided by one or more gears of a transmission.

Der Antrieb des Anhängers kann auch ein Getriebe aufweisen. Der elektrische Traktionsmotor kann als Zentralantrieb ausgebildet sein und beispielsweise alle Räder einer oder mehrerer Achsen antreiben. Die Zugmaschine und der Anhänger können korrespondierende elektrische Anschlüsse aufweisen, deren Kopplung die Versorgung des elektrischen Traktionsantriebs des Anhängers durch die Zugmaschine erlaubt. Dabei können auch jeweilige Steuerleitungen zum Steuern des elektrischen Traktionsmotors des Anhängers durch eine Steuerung in der Zugmaschine vorgesehen sein. Die Zugmaschine und der Anhänger können korrespondierende mechanische Kupplungen aufweisen, deren Kopplung das Ziehen des Anhängers durch die Zugmaschine ermöglicht. Die Verbindung von Zugmaschine und Anhänger kann so ausgebildet sein, dass gleichzeitig sowohl elektrisch als auch mechanisch gekoppelt wird. Jeweilige Kopplungen können lösbar ausgebildet sein.The drive of the trailer can also have a gearbox. The electric traction motor can be designed as a central drive and, for example, drive all wheels of one or more axles. The tractor and the trailer can have corresponding electrical connections, the coupling of which allows the electric traction drive of the trailer to be supplied by the tractor. In this case, respective control lines for controlling the electric traction motor of the trailer can also be provided by a controller in the tractor. The towing vehicle and the trailer may have corresponding mechanical couplings, the coupling of which allows the towing of the trailer by the towing vehicle. The connection between tractor and trailer can be designed in such a way that both electrical and mechanical coupling takes place at the same time. Respective couplings can be detachable.

Die Zugmaschine kann beispielsweise als eine Landmaschine, wie ein Traktor oder eine Erntemaschine, ausgebildet sein. Der Anhänger kann beispielsweise zum Transport von landwirtschaftlichen Erzeugnissen, wie Getreide, ausgebildet sein. Der Anhänger kann beispielsweise nicht betreibbar sein, wenn dieser nicht an die Zugmaschine gekoppelt ist. Der Anhänger kann mit einer Quelle für Druckluft, Hydrauliköl oder elektrische Energie der Zugmaschine verbunden sein. Beispielsweise kann eine hydraulische oder pneumatische Kupplung zwischen der Zugmaschine und dem Anhänger vorgesehen sein.The towing vehicle can be designed, for example, as an agricultural machine, such as a tractor or a harvesting machine. The trailer can, for example, be designed to transport agricultural products such as grain. For example, the trailer may not be operable if this is not coupled to the tractor. The trailer may be connected to a source of compressed air, hydraulic oil or tractor electrical power. For example, a hydraulic or pneumatic coupling can be provided between the tractor and the trailer.

Der Inverter kann zur Steuerung des Traktionsmotors des Anhängers und optional auch eines Traktionsmotors der Zugmaschine ausgebildet sein. Es kann auch ein zusätzliches Steuergerät vorgesehen sein. Der Inverter kann beispielsweise aus einem Zwischenkreis der Zugmaschine gespeist werden. Der Zwischenkreis kann über eine elektrische Zapfleistungsschnittstelle gestützt sein. Der Zwischenkreis kann gepuffert sein, beispielsweise mit einer Batterie. Die Batterie zur Pufferung kann auf der Zugmaschine oder dem Anhänger angeordnet sein. Dadurch können überdurchschnittliche Leistungen kurzfristig abgerufen werden. Die mit Antriebskraft beaufschlagbaren Achsen bzw. Räder werden als angetriebene Achsen bzw. angetriebene Räder bezeichnet.The inverter can be designed to control the traction motor of the trailer and optionally also a traction motor of the towing vehicle. An additional control device can also be provided. The inverter can be fed, for example, from an intermediate circuit of the tractor. The intermediate circuit can be supported via an electrical PTO interface. The intermediate circuit can be buffered, for example with a battery. The battery for buffering can be arranged on the tractor or the trailer. This means that above-average services can be called up at short notice. The axles or wheels that can be subjected to driving force are referred to as driven axles or driven wheels.

Der Anhänger kann mehrere angetriebene Achsen und alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere antriebslose Achsen aufweisen. Die antriebslosen Achsen des Anhängers können auch jeweilige Räder aufweisen. In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass der Anhänger wenigstens zwei angetriebene Achsen mit jeweiligen Rädern aufweist. Dadurch kann der Anhänger besonders geländegängig sein. Der Anhänger kann so einen Mehrachsenantrieb oder Allradantrieb aufweisen. Der Traktionsmotor des Anhängers kann dazu ausgebildet sein, die jeweiligen Räder von den zwei angetriebenen Achsen des Anhängers mit der Antriebskraft zu beaufschlagen. Der Traktionsmotor kann auch dazu ausgebildet sein, drei oder mehr Achsen des Anhängers anzutreiben. So kann die Anzahl von Traktionsmotoren, elektrischen Komponenten und insgesamt eine Komplexität der Antriebssteuerung gering bleiben, obwohl mehrere Achsen des Anhängers angetrieben sind. Es kann aber auch pro angetriebener Achse des Anhängers ein Traktionsmotor vorgesehen sein, welcher jeweils dazu ausgebildet ist, eine zugeordnete angetriebene Achse mit Antriebskraft zu beaufschlagen. Pro Traktionsmotor des Anhängers kann ein Inverter vorgesehen sein oder auch ein Inverter zur Stromversorgung mehrerer oder aller Traktionsmotoren des Anhängers. Der Zugmaschinenverbund kann für jeden Traktionsmotor des Anhängers einen zugeordneten Inverter aufweisen, über welchen diese jeweils mit der Energiequelle verbunden sind. Der Zugmaschinenverbund kann aber auch für wenigstens zwei Traktionsmotoren des Anhängers einen gemeinsamen zugeordneten Inverter aufweisen, über welchen diese mit der Energiequelle verbunden sind. Im Folgenden werden Merkmale im Kontext von lediglich einem Traktionsmotor des Anhängers und einer angetriebenen Achse des Anhängers gesprochen, wobei ein Zugmaschinenverbund mit entsprechenden weiteren Traktionsmotoren des Anhängers und weiteren angetriebenen Achsen des Anhängers diese Merkmale auch aufweisen können, sofern anwendbar. The trailer can have multiple driven axles and, alternatively or additionally, one or more non-driven axles. The non-driven axles of the trailer can also have respective wheels. In one embodiment of the tractor combination, it can be provided that the trailer has at least two driven axles with respective wheels. This allows the trailer to be particularly off-road. The trailer can thus have a multi-axle drive or all-wheel drive. The traction motor of the trailer may be configured to apply motive power to the respective wheels of the two driven axles of the trailer. The traction motor can also be configured to drive three or more axles of the trailer. The number of traction motors, electrical components and overall complexity of the drive control can thus remain low, although several axles of the trailer are driven. However, a traction motor can also be provided for each driven axle of the trailer, which is designed in each case to apply driving force to an associated driven axle. An inverter can be provided per traction motor of the trailer or an inverter for the power supply of several or all traction motors of the trailer. The combination of tractors can have an associated inverter for each traction motor of the trailer, via which these are each connected to the energy source. However, the combination of tractors can also have a common, assigned inverter for at least two traction motors of the trailer, via which these are connected to the energy source. In the following, features are discussed in the context of only one traction motor of the trailer and one driven axle of the trailer, with a combination of tractor units with corresponding further traction motors of the trailer and further driven axles of the trailer also being able to have these features, if applicable.

In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass der Traktionsmotor der Antriebsvorrichtung des Anhängers eine Ausbildungsform aufweist, die ohne Bestromung bei einem passiven Antrieb des Traktionsmotors kein elektromagnetisches Feld aufbaut. Beispielsweise kann der Traktionsmotor als Asynchronmaschine ausgebildet ist. Im Gegensatz zu beispielsweise einer permanentmagneterregten Synchronmaschine erzeugt eine Asynchronmaschine ohne Bestromung kein Feld. So wird kein zusätzlicher elektromagnetischer Verlust induziert. Sofern also der als Asynchronmaschine ausgebildete Traktionsmotor der Antriebsvorrichtung des Anhängers geschleppt wird, entstehen Schleppverluste hauptsächlich durch Trägheitsmomentverluste. Der Traktionsmotor der Antriebsvorrichtung des Anhängers wird geschleppt, wenn dieser keine Antriebskraft erzeugt, aber sein Rotor rotiert. Ein solcher Zustand tritt beispielsweise auf, wenn der Traktionsmotor der Antriebsvorrichtung des Anhängers nicht bestromt wird, aber die angetriebene Achse aufgrund eines Ziehens des Anhängers durch die Zugmaschine und deren Antriebsvorrichtung rotiert. Sofern der Traktionsmotor der Antriebsvorrichtung des Anhängers als Asynchronmaschine ausgebildet ist, kann die mechanische Wirkverbindung zwischen dem Traktionsmotor der Antriebsvorrichtung des Anhängers und der angetriebenen Achse des Anhängers nicht-permanent sein. Die mechanische Wirkverbindung kann also auch trennbar ausgebildet sein. Dafür kann beispielsweise eine Kupplung im Kraftfluss zwischen dem Traktionsmotor der Antriebsvorrichtung des Anhängers und der angetriebenen Achse des Anhängers vorgesehen sein. Die wenigstens eine Kupplung kann beispielsweise als Lamellenkupplung, Trockenkupplung oder Klauenkupplung ausgebildet sein. Durch die Kupplung kann der elektrische Traktionsmotor mit der Achse und alternativ oder zusätzlich den Rädern dieser Achse beispielsweise gekoppelt oder davon getrennt werden. In einem getrennten Zustand kann der Antrieb des Anhängers freilaufen und Rückkopplungen können vermieden werden.In one embodiment of the tractor combination, it can be provided that the traction motor of the drive device of the trailer has a design that does not build up an electromagnetic field when the traction motor is driven passively without current being supplied. For example, the traction motor can be designed as an asynchronous machine. In contrast to a permanent-magnet synchronous machine, for example, an asynchronous machine does not generate a field when it is not energized. So no additional electromagnetic loss is induced. If the traction motor of the trailer's drive device, which is designed as an asynchronous machine, is dragged, drag losses occur mainly as a result of losses in inertia. The traction motor of the trailer's propulsion device is dragged when it is not generating propulsion power but its rotor is rotating. Such a condition occurs, for example, when the traction motor of the trailer's drive device is not energized, but the driven axle rotates due to the trailer being pulled by the tractor and its drive device. If the traction motor of the trailer drive device is designed as an asynchronous machine, the mechanical operative connection between the traction motor of the trailer drive device and the driven axle of the trailer can be non-permanent. The mechanical operative connection can therefore also be designed to be separable. For example, a clutch can be provided in the power flow between the traction motor of the drive device of the trailer and the driven axle of the trailer. The at least one clutch can be designed, for example, as a multi-plate clutch, a dry clutch or a claw clutch. The electric traction motor can, for example, be coupled to or separated from the axle and alternatively or additionally to the wheels of this axle by means of the clutch. In a disconnected state, the trailer's drive can freewheel and feedback can be avoided.

In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung des Anhängers dazu ausgebildet ist, nur bis zu einer Fahrgeschwindigkeit des Zugmaschinenverbunds eine Antriebskraft bereitzustellen, welche kleiner als die Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine ist. Beispielsweise kann der Traktionsmotor des Anhängers, insbesondere dessen Wicklungen, und optional das den Traktionsmotor des Anhängers mit der angetriebenen Achse verbindende Getriebe entsprechend ausgelegt sein. Beispielsweise kann eine entsprechende Übersetzung und eine durch Betrieb des Traktionsmotors des Anhängers maximal erreichbare Drehzahl der Abtriebswelle des Traktionsmotors des Anhängers die höchste Geschwindigkeit des Traktionsmotors des Anhängers vorgeben, bei welcher noch die Antriebskraft bereitgestellt werden kann. Dadurch kann insbesondere in Fahrbereichen mit einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise bei einer steilen Geländefahrt, zusätzliches Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Der Traktionsmotor des Anhängers kann also dafür ausgelegt sein, nur bis zu einer Fahrgeschwindigkeit des Zugmaschinenverbunds zu arbeiten, welche kleiner als die Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine ist. Bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit wird der Traktionsmotor des Anhängers dann geschleppt. Da dieser in einem solchen Fahrzustand, beispielsweise aufgrund seiner Ausbildung als Asynchronmaschine, kein elektromagnetisch induziertes Bremsmoment erzeugt, sind dadurch auftretende Verluste gering. Verluste treten beispielsweise nur aufgrund einer Eigenträgheit auf.In one embodiment of the tractor combination, it can be provided that the drive device of the trailer is designed to provide a driving force only up to a driving speed of the tractor combination, which is less than the maximum speed the tractor is. For example, the traction motor of the trailer, in particular its windings, and optionally the transmission connecting the traction motor of the trailer to the driven axle can be designed accordingly. For example, a corresponding translation and a maximum achievable speed of the output shaft of the trailer traction motor by operating the trailer traction motor specify the highest speed of the trailer traction motor at which the driving force can still be provided. As a result, additional torque for driving the vehicle can be provided, particularly in driving areas with a low driving speed, for example when driving off-road on a steep incline. The traction motor of the trailer can therefore be designed to work only up to a driving speed of the tractor combination which is less than the maximum speed of the tractor. At a higher driving speed, the traction motor of the trailer is then towed. Since this does not generate any electromagnetically induced braking torque in such a driving state, for example due to its design as an asynchronous machine, losses that occur as a result are small. Losses occur, for example, only due to an inherent inertia.

Jeweilige mechanische Bauteile des Traktionsmotors des Anhängers können für die Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine ausgelegt sein. Beispielsweise können jeweilige Lagerungen für eine Drehung jeweiliger Wellen des Traktionsmotors des Anhängers für die Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine ausgelegt sein, auch wenn ein Betrieb zum Bereitstellen einer Antriebsleistung des Traktionsmotors des Anhängers bei dieser Geschwindigkeit nicht möglich oder zumindest nicht sinnvoll ist.Individual mechanical components of the trailer traction motor can be designed for the maximum speed of the tractor. For example, respective bearings can be designed for rotation of respective shafts of the traction motor of the trailer for the maximum speed of the tractor, even if operation to provide drive power of the traction motor of the trailer is not possible or at least not sensible at this speed.

In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung des Anhängers eine Hebevorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die angetriebene Achse des Anhängers anzuheben, um einen Kontakt mit dem Untergrund aufzuheben. Die Hebevorrichtung kann beispielsweise hydraulische oder pneumatische Zylinder zum Heben der angetriebenen Achse des Anhängers aufweisen. Die angetriebene Achse kann dazu ausgebildet sein, mittels der Hebevorrichtung zwischen einer angehobenen Stellung und einer abgesenkten Stellung verlagert zu werden. Der Untergrund kann eine Bodenfläche unter dem Anhänger sein, wie beispielsweise ein Feld oder eine Fahrbahn, auf welchem die angetriebene Achse in abgesenkter Stellung abrollen kann. Durch die Hebevorrichtung kann so verhindert werden, dass die angetriebene Achse des Anhängers geschleppt wird, da ein Kontakt mit der Fahrbahn aufgehoben werden kann. Dies kann zum Beispiel bei Straßenfahrten oder Fahrten ohne Zuladung sinnvoll sein. Durch die geliftete angetriebene Achse kann eine Agilität des Zugmaschinenverbunds erhöht werden, da beispielsweise weniger Reifenschlupf bei starken Wendemanövern entsteht. Zudem kann ein Reifenverschleiß verringert und eine Effizienz des Zugmaschinenverbunds verbessert sein, wenn die Antriebskraft der Antriebsvorrichtung des Anhängers nicht benötigt wird. Beispielsweise kann die angetriebene Achse bei Überführungsfahrten angehoben werden. Entsprechend kann dann ein Wirkbereich des Traktionsmotors des Anhängers gewählt werden, insbesondere durch eine entsprechende Übersetzung, dass an der angetriebenen Achse des Anhängers ein hohes Drehmoment zur Verfügung gestellt werden kann. Dennoch kann eine niedrige Effizienz bei hohen Geschwindigkeiten vermieden werden.In one embodiment of the tractor combination, it can be provided that the drive device of the trailer has a lifting device which is designed to raise the driven axle of the trailer in order to eliminate contact with the ground. The lifting device can, for example, have hydraulic or pneumatic cylinders for lifting the driven axle of the trailer. The driven axle may be configured to be displaced between a raised position and a lowered position by the hoist. The ground can be a ground surface under the trailer, such as a field or roadway, on which the driven axle can roll in the lowered position. The lifting device can thus prevent the driven axle of the trailer from being towed, since contact with the roadway can be eliminated. This can be useful, for example, when driving on the road or when driving without a load. The lifted driven axle can increase the agility of the tractor unit combination, since there is less tire slip during sharp turning manoeuvres, for example. In addition, tire wear may be reduced and efficiency of the tractor unit may be improved when the motive power of the trailer's driving device is not required. For example, the driven axle can be raised during transfer journeys. An effective range of the traction motor of the trailer can then be selected accordingly, in particular by means of a corresponding translation, so that a high torque can be made available on the driven axle of the trailer. Nevertheless, low efficiency at high speeds can be avoided.

Die angetriebene Achse des Anhängers kann als Liftachse ausgebildet sein. Die Hebevorrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Traktionsmotor des Anhängers mit der angetriebenen Achse zusammen anzuheben. Dadurch kann eine mechanische Wirkverbindung des Traktionsmotors des Anhängers mit der angetriebenen Achse einfach sein. Zudem kann die Hebevorrichtung so eine simple Gestaltung aufweisen. Die Hebevorrichtung kann manuell durch einen Fahrer des Zugmaschinenverbunds betätigt werden. Die Hebevorrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, die angetriebene Achse in Abhängigkeit von einem Fahrzustand selbsttätig zu verstellen. Beispielsweise kann die angetriebene Achse in Abhängigkeit von einem angefragten Drehmoment und alternativ oder zusätzlich von einer gewünschten Fahrgeschwindigkeit angehoben oder abgesenkt werden. Beispielsweise kann die angetriebene Achse automatisch angehoben werden, wenn die Antriebsvorrichtung des Anhängers keine Antriebskraft oder eine Antriebskraft unterhalb einer vorgegebenen Grenzkraft bereitstellt. Sofern die Antriebsvorrichtung die Hebevorrichtung aufweist, kann die Antriebsvorrichtung im Kraftfluss zwischen dem Traktionsmotor des Anhängers und der angetriebenen Achse eine Kupplung aufweisen. So ist es möglich, den Traktionsmotor des Anhängers auszukuppeln, um Schleppverluste zu reduzieren aber dennoch dessen Antriebskraft schnell wieder bereitstellen zu können. Um Schleppverluste noch weiter zu reduzieren, kann die angetriebene Achse zusätzlich oder alternativ angehoben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Hebevorrichtung vorteilhaft mit dem als Asynchronmaschine ausgebildeten Traktionsmotor des Anhängers kombiniert werden. So ist es möglich, den Traktionsmotor des Anhängers auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten mit geringen Verlusten mitzuschleppen und trotzdem schnell am Anhänger eine Antriebskraft bereitstellen zu können oder wahlweise zur weiteren Effizienzsteigerung die angetriebene Achse anzuheben.The driven axle of the trailer can be designed as a lift axle. The lifting device may be configured to lift the trailer's traction motor together with the driven axle. As a result, a mechanical operative connection of the traction motor of the trailer with the driven axle can be simple. In addition, the lifting device can have a simple design. The lifting device can be operated manually by a driver of the tractor combination. The lifting device can also be designed to automatically adjust the driven axle as a function of a driving condition. For example, the driven axle can be raised or lowered depending on a requested torque and alternatively or additionally on a desired driving speed. For example, the driven axle may be raised automatically when the trailer's propulsion device is not providing propulsion force or is providing propulsion force below a predetermined limit force. If the drive device has the lifting device, the drive device can have a clutch in the power flow between the traction motor of the trailer and the driven axle. This makes it possible to disengage the trailer's traction motor in order to reduce drag losses but still be able to quickly provide its driving force again. In order to further reduce drag losses, the driven axle can be raised additionally or alternatively. Alternatively or additionally, the lifting device can advantageously be combined with the traction motor of the trailer, which is designed as an asynchronous machine. This makes it possible to tow the trailer's traction motor with you, even at high driving speeds, with little loss and still be able to quickly provide a driving force on the trailer or, alternatively, additional power Increase efficiency by raising the driven axle.

In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass der Anhänger ein Getriebe aufweist, über welches der Traktionsmotor des Anhängers die jeweiligen Räder der wenigstens einen angetriebenen Achse mit einer Antriebskraft beaufschlagt. Durch das Getriebe kann der Traktionsmotor beispielsweise untersetzt auf die Achsen wirken. Das Getriebe kann auch dazu ausgebildet sein, eine Antriebskraft des Traktionsmotors auf mehrere angetriebene Achsen des Anhängers zu übertragen. Das Getriebe kann so ausgebildet sein, dass eine oder mehrere Achsen des Anhängers durch dessen Traktionsmotor angetrieben wird. Dadurch kann einfach ein zentraler Traktionsmotor vorgesehen werden. Dieser ist einfacher mit elektrischer Energie zu versorgen, als jeweilige dezentrale Traktionsmotoren pro Achse oder pro Rad. Das Getriebe kann beispielsweise als zweistufiges Getriebe ausgebildet sein oder mehr Stufen aufweisen. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, den Traktionsmotor des Anhängers zu lagern, wodurch auf eine separate, kosten- und bauraum intensive Lagerung verzichtet werden kann.In one embodiment of the combination of tractors, it can be provided that the trailer has a transmission, via which the traction motor of the trailer applies a driving force to the respective wheels of the at least one driven axle. The traction motor can, for example, have a reduced effect on the axles thanks to the gearbox. The transmission can also be designed to transmit a driving force of the traction motor to a plurality of driven axles of the trailer. The transmission can be designed so that one or more axles of the trailer is driven by its traction motor. As a result, a central traction motor can easily be provided. This is easier to supply with electrical energy than respective decentralized traction motors per axle or per wheel. The transmission can be designed as a two-stage transmission, for example, or have more stages. The transmission can be designed to mount the traction motor of the trailer, which means that a separate, costly and space-intensive mount can be dispensed with.

Das Getriebe und alternativ oder zusätzlich der Traktionsmotor des Anhängers kann identisch zu einem Getriebe und alternativ oder zusätzlich zu einem Traktionsmotor der Zugmaschine ausgebildet sein. Dadurch können viele Gleichteile bei dem Zugmaschinenverbund genutzt werden. Der Zugmaschinenverbund kann ein Allrad-System ohne Drehzahlausgleich zwischen angetriebener Achse an der Zugmaschine und angetriebener Achse an dem Anhänger aufweisen. Es kann also kein Differentialausgleich vorgesehen sein. Dadurch kann der Zugmaschinenverbund kostengünstig sein.The gearbox and alternatively or additionally the traction motor of the trailer can be designed identically to a gearbox and alternatively or additionally to a traction motor of the tractor. As a result, many identical parts can be used in the tractor unit combination. The combination of tractors can have an all-wheel drive system without speed compensation between the driven axle on the tractor and the driven axle on the trailer. So no differential compensation can be provided. As a result, the combination of tractor units can be cost-effective.

In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass die angetriebene Achse ein Differential aufweist, um unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der jeweiligen Räder an den unterschiedlichen Seiten dieser Achse zu ermöglichen. Die unterschiedlichen Seiten der Achse können beispielsweise durch gegenüberliegende Endabschnitte der Achse gebildet sein. Beispielsweise kann eine Seite der angetriebenen Achse jeweilige Räder auf einer linken Seite des Zugmaschinenverbunds lagern und eine andere Seite der angetriebenen Achse jeweilige Räder auf einer rechten Seite des Zugmaschinenverbunds lagern. Das Differential kann unterschiedlich schnelles Drehen der Räder auf gegenüberliegenden Seiten der angetriebenen Achse erlauben. Das Differential kann eine Sperrfunktion aufweisen, um eine Geländefahrt zu vereinfachen. Das Differential kann beispielsweise schnellere Kurvenfahrten erlauben. Das Differential kann auch für eine Eigensperrung ausgebildet sein.In one embodiment of the tractor combination, it can be provided that the driven axle has a differential in order to enable different rotational speeds of the respective wheels on the different sides of this axle. The different sides of the axle can be formed, for example, by opposite end sections of the axle. For example, one side of the driven axle may support respective wheels on a left side of the tractor unit and another side of the driven axle supports respective wheels on a right side of the tractor unit. The differential may allow the wheels on opposite sides of the driven axle to rotate at different speeds. The differential can have a locking function to make off-road driving easier. For example, the differential can allow faster cornering. The differential can also be designed for self-locking.

Es können an jeweiligen angetriebenen Achsen des Anhängers und auch der Zugmaschine Differentiale vorgesehen sein oder diese frei von Differentialen sein. Anstelle von einem Differential kann beispielsweise ein Kegeltrieb mit 100% oder einer davon abweichenden Sperrwirkung vorgesehen sein. An jeweilige Achsen können an jedem Ende ein oder mehrere Räder angeordnet sein. Ein Ende kann dabei eine linke Seite und ein gegenüberliegendes Ende eine rechte Seite bilden. Die Achse kann durchgehend ausgebildet sein oder auch unterbrochen sein.Differentials can be provided on the respective driven axles of the trailer and also of the towing vehicle, or they can be free of differentials. Instead of a differential, for example, a bevel drive with 100% or a different blocking effect can be provided. One or more wheels can be arranged on respective axles at each end. One end can form a left side and an opposite end can form a right side. The axis can be continuous or interrupted.

In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass der Inverter an der Zugmaschine angeordnet ist. Die Anordnung an der Zugmaschine kann beispielsweise innerhalb einer Karosserie oder einem anderweitig gebildeten Aufnahmeraum sein. Sofern mehrere Inverter vorgesehen sind, können auch alle Inverter an der Zugmaschine angeordnet sein. Es kann sich ein Kostenvorteil bei Wartung und Herstellung ergeben, insbesondere durch eine Anordnung von Leistungselektronik und alternativ oder zusätzlich Steuergeräten in der Zugmaschine. In one embodiment of the tractor combination, it can be provided that the inverter is arranged on the tractor. The arrangement on the towing vehicle can be, for example, inside a body or in an otherwise formed accommodation space. If several inverters are provided, all inverters can also be arranged on the tractor. There can be a cost advantage in maintenance and production, in particular by arranging power electronics and alternatively or additionally control devices in the tractor.

In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass der Inverter an dem Anhänger angeordnet ist. Die Anordnung an dem Anhänger kann beispielsweise innerhalb einer Karosserie oder einem anderweitig gebildeten Aufnahmeraum sein. Sofern mehrere Inverter vorgesehen sind, können auch alle Inverter an dem Anhänger angeordnet sein. Durch die Anordnung an dem Anhänger ist eine Nachrüstung eines angetriebenen Anhängers bei einem Zugmaschinenverbund einfach möglich. Zudem kann die Zugmaschine so mit kostengünstigen antriebslosen Anhängern kombiniert werden, ohne aufwendige Technik für den Anhänger mit Antrieb aufzuweisen. Die aufwendige Technik kann dann größtenteils in den angetriebenen Anhängern konzentriert werden.In one embodiment of the tractor combination, it can be provided that the inverter is arranged on the trailer. The arrangement on the trailer can be, for example, inside a body or an otherwise formed accommodation space. If several inverters are provided, all inverters can also be arranged on the trailer. The arrangement on the trailer makes it easy to retrofit a driven trailer in a towing vehicle combination. In addition, the towing vehicle can be combined with cost-effective, non-powered trailers without having to have complex technology for the powered trailer. The complex technology can then largely be concentrated in the driven trailers.

In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds kann es vorgesehen sein, dass der Anhänger wenigstens eine antriebslose Achse mit jeweiligen Rädern aufweist. Dadurch kann beispielsweise eine Fahrstabilität und eine maximale Beladung mit einfachen Mitteln erhöht werden.In one embodiment of the tractor combination, it can be provided that the trailer has at least one non-driven axle with respective wheels. As a result, for example, driving stability and maximum loading can be increased with simple means.

Ein zweiter Aspekt betrifft einen Anhänger für einen Zugmaschinenverbund. Es kann sich um einen Anhänger des Zugmaschinenverbunds gemäß dem ersten Aspekt handeln. Jeweilige Vorteile und weitere Merkmale ergeben sich dann aus den Ausführungen zu dem ersten Aspekt.A second aspect relates to a trailer for a towing vehicle combination. It can be a trailer of the tractor combination according to the first aspect. The respective advantages and further features then result from the explanations regarding the first aspect.

Der Anhänger gemäß dem zweiten Aspekt kann eine Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer angetriebenen Achse mit jeweiligen Rädern und mit wenigstens einem elektrischen Traktionsmotor, welcher dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Räder der wenigstens einen angetriebenen Achse mit einer Antriebskraft zu beaufschlagen, aufweisen. Der Traktionsmotor des Anhängers gemäß dem zweiten Aspekt kann dazu ausgebildet sein, von einer elektrischen Energiequelle einer Zugmaschine des Zugmaschinenverbunds über einen Inverter mit elektrischer Energie zum Antrieb des Anhängers versorgt zu werden. Der Inverter kann Teil der Zugmaschine oder des Anhängers sein. Der Traktionsmotor kann permanent mit der angetriebenen Achse mechanisch wirkverbunden sein oder auch über eine Kupplung. Die Antriebsvorrichtung des Anhängers kann dazu ausgebildet sein, zumindest während einer Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine kein elektromagnetisch induziertes Bremsmoment zu erzeugen.The trailer according to the second aspect may have a drive device with at least one driven axle with respective wheels and with at least one electric traction motor which is adapted to apply a driving force to the respective wheels of the at least one driven axle. The traction motor of the trailer according to the second aspect can be designed to be supplied with electrical energy for driving the trailer from an electrical energy source of a tractor of the tractor combination via an inverter. The inverter can be part of the tractor or trailer. The traction motor can be permanently mechanically connected to the driven axle or via a clutch. The drive device of the trailer can be designed not to generate any electromagnetically induced braking torque at least during a maximum speed of the towing vehicle.

Figurenlistecharacter list

1 shows a tractor combination with a tractor and a trailer coupled to it in a schematic side view.
2 12 illustrates in a diagram a drive power of a drive device according to an embodiment of the trailer 1 .
3 shows in a schematic top view an embodiment of the trailer according to FIG 1 .

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments

1 veranschaulicht in einer schematischen Seitenansicht einen Zugmaschinenverbund 10 mit einer Zugmaschine 12 und einem an die Zugmaschine 12 gekoppelten Anhänger 14. Die Zugmaschine 12 ist beispielhaft als Traktor ausgebildet und weist zwei Achsen mit jeweiligen Rädern auf, von denen wenigstens eine mit einem Antrieb der Zugmaschine 12 angetrieben ist. Weiterhin weist die Zugmaschine 12 eine Fahrerkabine auf. Außerdem weist die Zugmaschine 12 eine elektrische Energiequelle 26 auf, wie eine Batterie oder einen mit einem Verbrennungsmotor gekoppelten Generator. 1 illustrates a schematic side view of a tractor combination 10 with a tractor 12 and a trailer 14 coupled to the tractor 12. The tractor 12 is designed as a tractor, for example, and has two axles with respective wheels, at least one of which is driven by a drive of the tractor 12 is. Furthermore, the tractor 12 has a driver's cab. The tractor 12 also includes a source of electrical energy 26, such as a battery or a generator coupled to an internal combustion engine.

Der Anhänger 14 weist eine vordere Achse 16, eine mittlere Achse 18 und eine hintere Achse 20 auf. An den jeweiligen Achsen 16, 18, 20 sind jeweilige Räder angeordnet. Der Anhänger 14 ist mit einer mechanischen Hängerkupplung 22 an die Zugmaschine 12 lösbar gekoppelt, damit die Zugmaschine 12 den Anhänger 14 ziehen kann. Zudem weist der Anhänger 14 eine Antriebsvorrichtung auf, wobei in dem gezeigten Beispiel nur die vordere Achse 16 als eine angetriebene Achse 16 Teil dieser Antriebsvorrichtung ist. Die anderen beiden Achsen 18, 20 des Anhängers 14 sind dagegen antriebslos. Die Räder der jeweiligen Achsen 16, 18, 20 des Anhängers 14 sowie die jeweiligen Räder der Zugmaschine rollen normalerweise beim Fahren des Zugmaschinenverbunds 10 auf einem Untergrund ab, wie beispielsweise einer Fahrbahn.The trailer 14 has a front axle 16 , a middle axle 18 and a rear axle 20 . On the respective axles 16, 18, 20 respective wheels are arranged. The trailer 14 is releasably coupled to the tractor 12 with a mechanical hitch 22 to allow the tractor 12 to tow the trailer 14 . In addition, the trailer 14 has a drive device, with only the front axle 16 as a driven axle 16 being part of this drive device in the example shown. The other two axes 18, 20 of the trailer 14, however, are not powered. The wheels of the respective axles 16, 18, 20 of the trailer 14 as well as the respective wheels of the tractor normally roll when the tractor unit 10 is driven on a surface, such as a roadway.

Die Antriebsvorrichtung des Anhängers 14 weist einen elektrischen Traktionsmotor 24 auf, welcher dazu ausgebildet ist, die angetriebene Achse 16 und damit deren jeweiligen Räder mit einer Antriebskraft zu beaufschlagen. Der Traktionsmotor 24 kann gemeinsam die Räder auf beiden Seiten der Achse 16 antreiben, im Gegensatz zu einer Bauweise mit Radnabenmotoren.The drive device of the trailer 14 has an electric traction motor 24 which is designed to apply a driving force to the driven axle 16 and thus to the respective wheels thereof. The traction motor 24 can drive the wheels on either side of the axle 16 in unison, as opposed to an in-wheel motor design.

Die elektrische Energiequelle 26 ist dazu ausgebildet, ausreichend elektrische Leistung für den Traktionsmotor 24 des Anhängers 14 bereitzustellen. Die Energiequelle 26 ist mit dem Traktionsmotor 24 über eine elektrische Verbindung 28 zwischen der Zugmaschine 12 und dem Anhänger 14 verbunden, welche separat zu der Hängerkupplung 22 sein kann oder in diese integriert ist. Zudem ist die Energiequelle 26 über einen Inverter 30 mit dem Traktionsmotor 24 verbunden. Da der Traktionsmotor 24 auf die angetriebene Achse 16 wirkt und nicht direkt auf die jeweiligen dieser Achse zugeordneten Räder, wie bei einem Einzelradantrieb, ist ein Traktionsmotor 24 und ein Inverter 30 ausreichend, um einen Antrieb an dem Anhänger 14 bereitzustellen.The electrical energy source 26 is designed to provide sufficient electrical power for the traction motor 24 of the trailer 14 . The power source 26 is connected to the traction motor 24 via an electrical connection 28 between the tractor 12 and the trailer 14 , which may be separate from or integrated with the trailer hitch 22 . In addition, the energy source 26 is connected to the traction motor 24 via an inverter 30 . Since the traction motor 24 acts on the driven axle 16 and not directly on the respective wheels associated with that axle as in independent wheel drive, one traction motor 24 and inverter 30 is sufficient to provide drive to the trailer 14 .

Der Inverter 30 kann, wie gezeigt, an dem Anhänger 14 oder auch an der Zugmaschine 12 angeordnet sein. Der Inverter 30 kann aus einem Zwischenkreis des elektrischen Systems der Zugmaschine 12 gespeist werden. Der Zwischenkreis kann über eine Zapfleistungsschnittstelle gestützt sein. Der Zwischenkreis kann durch eine Batterie zusätzlich gepuffert sein. Der Traktionsmotor 24 kann mit der angetriebenen Achse 16 mittels eines ein- oder mehrstufigen Getriebes verbunden sein. In der gezeigten Ausführungsform ist der Traktionsmotor 24 mit der angetriebenen Achse 16 permanent mechanisch wirkverbunden. Selbst wenn der Traktionsmotor 24 keine Antriebsleistung bereitstellt, wird deshalb bei einem Fahrbetrieb ein Rotor des Traktionsmotors 24 aufgrund der permanenten mechanischen Wirkverbindung immer proportional zu einer Drehung der angetriebenen Achse 16 rotieren. As shown, the inverter 30 can be arranged on the trailer 14 or on the tractor 12 . The inverter 30 can be fed from an intermediate circuit of the electrical system of the tractor 12 . The intermediate circuit can be supported via a tap power interface. The intermediate circuit can be additionally buffered by a battery. The traction motor 24 can be connected to the driven axle 16 by means of a single or multi-stage gearbox. In the embodiment shown, the traction motor 24 is permanently mechanically operatively connected to the driven axle 16 . Even if the traction motor 24 does not provide any drive power, a rotor of the traction motor 24 will therefore always rotate proportionally to a rotation of the driven axle 16 during driving operation due to the permanent mechanical operative connection.

Die Antriebsvorrichtung des Anhängers 14 ist dazu ausgebildet, zumindest während einer Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine 12 kein elektromagnetisch induziertes Bremsmoment zu erzeugen. Dadurch können jeweilige Schleppverluste reduziert werden, wenn der Zugmaschinenverbund in einem Zustand betrieben wird, bei welchem von der Antriebsvorrichtung des Anhängers 14 keine Antriebskraft bereitgestellt wird.The drive device of the trailer 14 is designed not to generate any electromagnetically induced braking torque at least during a maximum speed of the towing vehicle 12 . As a result, respective drag losses can be reduced when the tractor unit network is operated in a state in which no driving force is provided to the driving device of the trailer 14 .

In einer in 1 dargestellten Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung des Anhängers 14 dazu eine Hebevorrichtung 32 auf. Die Hebevorrichtung 32 ist dazu ausgebildet, die angetriebene Achse 16 des Anhängers 14 anzuheben, um einen Kontakt mit dem Untergrund aufzuheben. Die angetriebene Achse 16 des Anhängers 14 ist damit als eine Liftachse ausgebildet. Die Richtung des Anhebens ist beispielsweise eine vertikale Verlagerung, wie in 1 durch Pfeil 34 veranschaulicht. Das Anheben kann aber auch durch eine Schwenkbewegung oder eine Verlagerung in eine andere Richtung bewirkt werden, welche den Kontakt der jeweiligen Räder der angetriebenen Achse 16 mit dem Untergrund trennt. Durch das Anheben werden jeweilige Schleppverluste reduziert. Zudem wird die Reifenreibung am Anhänger 14 vermindert. Die Hebevorrichtung kann optional dazu ausgebildet sein, den Traktionsmotor 24 gemeinsam mit der angetriebenen Achse 16 zu verlagern.in a 1 In the illustrated embodiment, the drive device of the trailer 14 has a lifting device 32 for this purpose. The jack 32 is configured to raise the driven axle 16 of the trailer 14 to eliminate contact with the ground. The driven axle 16 of the trailer 14 is thus designed as a lifting axle. For example, the direction of lifting is vertical displacement, as in 1 illustrated by arrow 34. However, the lifting can also be effected by a pivoting movement or a displacement in another direction, which separates the contact of the respective wheels of the driven axle 16 with the ground. The respective drag losses are reduced as a result of the lifting. In addition, the tire friction on the trailer 14 is reduced. The lifting device can optionally be designed to move the traction motor 24 together with the driven axle 16 .

Zum Betätigen der Hebevorrichtung 32 wird an dem Anhänger 14 beispielsweise Druckluft, eine hydraulische Leistung oder eine elektrische Leistung bereitgestellt. Die Druckluft, hydraulische Leistung oder die elektrische Leistung kann beispielsweise von der Zugmaschine 12 bereitgestellt werden.Compressed air, hydraulic power or electrical power, for example, is provided on the trailer 14 to actuate the lifting device 32 . The compressed air, hydraulic power or electrical power can be provided by the tractor 12, for example.

Alternativ oder zusätzlich zu der Hebevorrichtung 32 ist in einer weiteren Ausführungsform der Traktionsmotor 24 als Asynchronmaschine ausgebildet. Der als Asynchronmaschine ausgebildete Traktionsmotor 24 kann ohne Bestromung im Leerlauf bzw. angetrieben durch die Fahrbewegung des Zugmaschinenverbunds 10 und der dadurch erfolgenden Rotation des Rotors des Traktionsmotors 24 kein Feld erzeugen und somit keine zusätzlichen elektro-mechanischen Verluste erzeugen. Schleppverluste entstehen somit nur durch Trägheitsmomentverluste, wenn die angetriebene Achse 16 durch eine Fahrt des Zugmaschinenverbunds 10 ohne Bereitstellen einer Antriebskraft geschleppt wird.Alternatively or in addition to the lifting device 32, the traction motor 24 is designed as an asynchronous machine in a further embodiment. The traction motor 24 designed as an asynchronous machine cannot generate a field and thus generate no additional electro-mechanical losses without power when idling or driven by the driving movement of the tractor unit combination 10 and the resulting rotation of the rotor of the traction motor 24 . Drag losses thus arise only as a result of inertia losses when the driven axle 16 is towed when the tractor unit combination 10 is traveling without providing a driving force.

2 veranschaulicht in einem Diagramm eine Antriebsleistung einer Antriebsvorrichtung einer Ausführungsform des Anhängers 14, bei welchem der Traktionsmotor 24 als Asynchronmaschine ausgebildet ist. Auf der Abszisse ist die Fahrgeschwindigkeit des Zugmaschinenverbunds 10 aufgetragen. Auf der Ordinate ist ein bereitstellbares Drehmoment aufgetragen. Eine Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine 12 ist an der mit Pfeil 36 markierten Stelle erreicht. Eine Kennlinie 38 in dem Diagramm gemäß 2 zeigt bei der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit des Zugmaschinenverbunds 10 die durch den Traktionsmotor 24 bereitstellbare Antriebskraft bzw. hier bereitstellbares Drehmoment. Der Bereich unter der Kennlinie 38 stellt einen sinnvollen Wirkbereich des Traktionsmotors 24 dar. Der Traktionsmotors 24 kann bis zu einer gewissen Fahrgeschwindigkeit des Zugmaschinenverbunds 10 seine größte Antriebskraft bereitstellen. Bei höheren Geschwindigkeiten nimmt die bereitstellbare Antriebskraft ab, beispielsweise wie im Diagramm gezeigt linear. Bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit des Zugmaschinenverbunds 10, welche kleiner als die mit Pfeil 36 markierte Maximalgeschwindigkeit der Zugmaschine 10 ist, kann der Traktionsmotor 24 keine Antriebskraft mehr bereitstellen. Die Kennlinie trifft bei dieser Geschwindigkeit die Abszisse. Dennoch kann der Zugmaschinenverbund 10 bei einer schnelleren Fahrgeschwindigkeit nur mit geringen Schleppverlusten betrieben werden. Entsprechend kann die Antriebsvorrichtung des Anhängers 14 auf geringe Fahrgeschwindigkeiten ausgelegt werden, ohne dass es zu starken Effizienzeinbußen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten kommt, insbesondere bei Fahrgeschwindigkeiten, bei welchen die Antriebsvorrichtung des Anhängers 14 keine Antriebskraft mehr bereitstellen kann. 2 Illustrates in a diagram a drive power of a drive device of an embodiment of the trailer 14, in which the traction motor 24 is designed as an asynchronous machine. The driving speed of the tractor unit combination 10 is plotted on the abscissa. A torque that can be provided is plotted on the ordinate. A maximum speed of the tractor 12 has been reached at the point marked with an arrow 36 . A characteristic 38 in the diagram according to 2 shows the driving force that can be provided by the traction motor 24 or the torque that can be provided here at the respective driving speed of the tractor combination 10 . The area below the characteristic curve 38 represents a meaningful effective range of the traction motor 24. The traction motor 24 can provide its greatest driving force up to a certain driving speed of the tractor unit combination 10. At higher speeds, the driving force that can be provided decreases, for example linearly as shown in the diagram. At a certain driving speed of the tractor combination 10, which is lower than the maximum speed of the tractor 10 marked with arrow 36, the traction motor 24 can no longer provide driving force. The characteristic meets the abscissa at this speed. Nevertheless, the tractor combination 10 can only be operated with low drag losses at a faster driving speed. Accordingly, the drive device of the trailer 14 can be designed for low driving speeds without there being a major loss of efficiency at high driving speeds, in particular at driving speeds at which the drive device of the trailer 14 can no longer provide driving force.

3 zeigt in einer schematischen Oberansicht eine Ausführungsform eines Anhängers 44, welcher von der Zugmaschine 12 gezogen werden kann. Dieser Anhänger 44 hat zu dem Anhänger 14 ähnliche Funktionen und Merkmale, weshalb im Folgenden nur Unterschiede erläutert werden. 3 shows in a schematic top view an embodiment of a trailer 44 which can be pulled by the tractor 12. This trailer 44 has similar functions and features to the trailer 14, which is why only the differences are explained below.

Der Anhänger 44 weist nur zwei Achsen auf, eine vordere Achse 46 und eine hintere Achse 48 mit jeweiligen Rädern. Bei dem Anhänger ist ebenfalls die vordere Achse 46 von einem Traktionsmotor 50 angetrieben, welcher über einen Inverter 52 von der Zugmaschine 12 zum Antrieb des Anhängers mit elektrischer Energie versorgbar ist. Der Inverter 52 ist in dem gezeigten Beispiel auf dem Anhänger 44 angeordnet, kann aber auch auf der Zugmaschine 12 angeordnet sein. Der Traktionsmotor 50 ist über ein Differential 54 mit der angetriebenen Achse 46 verbunden. Das Differential 54 kann eine unterschiedliche Drehzahl der Räder auf beiden Seiten der angetriebenen Achse 46 ermöglichen und damit beispielsweise eine Kurvenfahrt verbessern. In einer weiteren Ausführungsform weist auch die hintere Achse 48 ein Differential auf. Die angetriebene Achse 46 kann auch bei dem Anhänger 44 in einer Ausführungsform mit einer Hebevorrichtung angehoben werden.The trailer 44 has only two axles, a front axle 46 and a rear axle 48 with respective wheels. In the case of the trailer, the front axle 46 is also driven by a traction motor 50, which can be supplied with electrical energy via an inverter 52 from the tractor 12 for driving the trailer. In the example shown, the inverter 52 is arranged on the trailer 44 , but it can also be arranged on the towing vehicle 12 . The traction motor 50 is connected to the driven axle 46 via a differential 54 . The differential 54 can allow the wheels on either side of the driven axle 46 to rotate at different speeds, thereby improving cornering, for example. In a further embodiment, the rear axle 48 also has a differential. The driven axle 46 can also be raised on the trailer 44 in one embodiment with a jack.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Zugmaschinenverbundtractor unit
1212: Zugmaschinetractor
14; 4414; 44: Anhängerfollower
16; 4616; 46: angetriebene Achsedriven axle
18, 20; 4818, 20; 48: antriebslose Achsenon-driven axle
2222: mechanische Hängerkupplungmechanical trailer hitch
24; 5024; 50: Traktionsmotortraction engine
2626: elektrische Energiequelleelectrical energy source
2828: elektrische Verbindungelectrical connection
30; 5230; 52: Inverterinverters
3232: Hebevorrichtunglifting device
3434: PfeilArrow
3636: Maximalgeschwindigkeit der ZugmaschineMaximum speed of the tractor
3838: Kennlinie der Antriebsvorrichtung des AnhängersCharacteristic curve of the trailer drive device
5454: Differentialdifferential

Claims

Tractor combination (10) with a tractor (12), a trailer (14; 44) coupled to the tractor (12) and an electric inverter (30; 52), the trailer (14; 44) having a drive device with at least one driven axle (16; 46) with respective wheels and with at least one electric traction motor (24; 50) which is designed to apply a driving force to the respective wheels of the at least one driven axle (16; 46), the tractor ( 12) has an electrical energy source (26) which is designed to drive the electric traction motor (24; 50) of the drive device of the trailer (14; 44) via the inverter (30; 52) to drive the trailer (14; 44). to supply electrical energy, wherein the traction motor (24; 50) is permanently mechanically operatively connected to the driven axle (16; 46) and wherein the drive device of the trailer (14; 44) is designed to do so, at least during a Maximum speed (36) of the tractor (12) to generate no electromagnetically induced braking torque.

Tractor combination (10) according to claim 1 , characterized in that the traction motor (24; 50) of the drive device of the trailer (14; 44) has a design that does not build up an electromagnetic field when the traction motor (24; 50) is driven passively without current being supplied.

Tractor combination (10) according to claim 2 , characterized in that the drive device of the trailer (14; 44) is designed to provide a driving force only up to a driving speed of the tractor combination (10) which is less than the maximum speed (36) of the tractor (12).

Tractor combination (10) according to claim 1 or 2 , characterized in that the driving device of the trailer (14; 44) is designed to provide a driving force up to the maximum speed (36) of the tractor (12).

Tractor combination (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device of the trailer (14; 44) has a lifting device (32) which is designed to lift the driven axle (16; 46) of the trailer (14; 44) lift to eliminate contact with the ground.

Towing vehicle combination (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the trailer (14; 44) has a transmission via which the traction motor (24; 50) of the trailer (14; 44) drives the respective wheels of the at least one driven axle ( 16; 46) is subjected to a driving force.

A tractor unit (10) as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the driven axle (46) has a differential (54) to allow different rotational speeds of the respective wheels on the different sides of that axle.

Tractor combination (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the inverter (30) is arranged on the tractor (12).

Tractor combination (10) according to one of the preceding Claims 1 until 7 , characterized in that the inverter (52) is arranged on the trailer (14).

Trailer (14; 44) for a tractor unit combination (10), the trailer (14; 44) having a drive device with at least one driven axle (16; 46) with respective wheels and with at least one electric traction motor (24; 50) which is is designed to apply a driving force to the respective wheels of the at least one driven axle (16; 46), wherein the traction motor (24; 50) of the trailer (14; 44) is designed to be powered by an electrical energy source (26) a tractor (12) of the tractor combination (10) via an inverter (30; 52) to be supplied with electrical energy for driving the trailer (14; 44), the traction motor (24; 50) being permanently connected to the driven axle (16; 46) is operatively connected and wherein the drive device of the trailer (14; 44) is designed to, at least while the trailer (14; 44) is being towed the tractor (12) with its maximum speed (36) to generate no electromagnetically induced braking torque.