DE3034816A1

DE3034816A1 - Antriebsanlage fuer vollkettenfahrzeuge

Info

Publication number: DE3034816A1
Application number: DE19803034816
Authority: DE
Inventors: Franz Xaver 8900 Augsburg Zaunberger
Original assignee: Renk GmbH; Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1980-09-16
Filing date: 1980-09-16
Publication date: 1982-03-25
Also published as: US4428445A; DE3034816C2

Description

11. September I98O

Unser Az.: PA 623 . ZAHNRÄDERFABRIK RENK

AKTIENGESELLSCHAFT Gögginger Str. 71 89OO Augsburg

Antriebsanlage für Vollkettenfahrzeuge

Die Anmeldung betrifft eine Antriebsanlage für ein Vollkettenfahrzeug mit einer Mehrwellen-Gasturbine als Antriebsmaschine, einem Fahrantriebsgetriebe, welches vorzugsweise ein Gangwechselgetriebe enthält, und einem, vorzugsweise stufenlos drehzahlsteuerbaren, überlagerungs-Lenkgetriebe.

Es sind Getriebeanlagen für Kettenfahrzeuge bekannt, die mit sogenannten hydrodynamisch-mechanischen Lastschaltgetrieben für den Fahrantrieb und mit stufenlos steuerbaren Überlagerungs-Lenkgetrieben ausgestattet sind (DE-PS IH 8O 725, DE-OS 25 21 33D. Bei diesen bekannten Anlagen wird der Antrieb des Lenkgetriebes vorzugsweise von der Primärseite (Pumpenradwelle) des hydrodynamischen Wandlers und der Antrieb des Fahrgetriebes von der Sekundärseite (Turbinenwelle) des hydrodynamischen Wandlers aus vorgenommen, so daß im Anfahrzustand bei kraftschlüssigem Fahrantrieb und somit stillstehender

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oder nur langsam drehender Wandlerturbine aufgrund des im Wandler möglichen großen Drehzahlschlupfs die volle oder nahezu volle Antriebsdrehzahl für den Lenkantrieb verfügbar ist.

Als Antriebsmaschinen werden vorwiegend Dieselmotoren oder auch sog. Mehrwellen-Gasturbinen mit vom Gasverdichter getrennter Arbeitsturbine für den Antrieb des Fahrzeugs benützt. Die Kraftübertragung von der Antriebsmaschine auf die Getriebeanlage (Fahr- und Lenkantrieb) erfolgt über eine einzige Wellenverbindung, z.B. bei Dieselmotoren von der Kurbelwelle zum hydrodynamischen Wandler und bei der Gasturbine von der Arbeitsturbine zum hydrodynamischen Wandler.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Antr'lebanlage für Kettenfahrzeuge unter Verwen-. dung einer Mehrwellen-Gasturbine als Antriebmaschine zu schaffen, die bei einem wesentlich geringeren technischen Aufwand für die Getriebeanlage, z.B. durch Wegfall des hydrodynamischen Wandlers oder auch des stufenlos steuerbaren Lenkgetriebes, mindestens die gleichen funktioneilen Eigenschaften aufweist wie die aufwendigeren bekannten Antriebe bzw. dio eine volle oder nahezu volle Ausnützung der Lenkantriebs-Leistung oder Lenkantriebs-Drehzahlen auch bei stillstehendem oder nur langsam drehendem Fahrantrieb ohne hydrodynamisches Schlupfglied (z.B. hydrodynamischer Wandler) im Fahrantriebsstrang ermöglicht.

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Die vorgenannte Aufgabe wird gemäß dem Hauptanspruch gelöst; insbesondere dadurch, daß der Antrieb des Fahrgetriebes und des Lenkantriebes von der Gasturbine aus nicht in bekannter Weise über eine gemeinsame Antriebsverbindung, sondern voneinander unabhängig und somit nicht.drehzahlgebunden erfolgt, d.h. daß ζ. B. der Fahrantrieb mit der Arbeitsturbinenwelle und der Lenkantrieb mit der Gasverdichterwelle oder einer 2. unabhängigen Arbeitsturbine trieblich verbunden wird.

Die Mehrwellen-Gasturbine ist in bekannter Weise so ausgeführt, daß die Arbeitsturbinen unter Last aus dem Stillstand angefahren werden können, so daß ein Schlupfglied (Kupplung oder hydraulischer Wandler) für den Anfahrvorgang nicht erforderlich ist.

Mehrere Ausführungen der Erfindung werden im folgenden als Beispiele mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen

Fig. 1 und 2 Antriebsanlagen mit je einer 2-Wellen-Gasturbine,

Fig. 3 eine Antriebsanlage mit einer 3-Wellen-Gasturbine mit in einer Drehrichtung drehzahl-regulierbarer 1. Arbeitsturbine ,

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Fig, 4 eine Antriebsanlage mit. einer 3-Wellen-Gasturbine mit in beiden Drehrichtungen drehzahl-regulierbarer 1. Arbeitsturbine

Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.

In Fig.'1 ist eine erfindungsgemäße■Antriebsanlage mit einer 2-Wellen-Gasturbine 1 und mit Fahr- und Lenkgetrieben dargestellt. Die Gasturbine 1 enthält einen Verdichter 2, eine Verdichterwelle 3, Verdichterräder 4 und 5, eine Verdichter-Antriebsturbine 6, eine Brennkammer 7, eine Arbeitsturbinenwelle 8 mit einem Turbinenrad 9. Der Fahrantrieb enthält einen von der Arbeitsturbinenwelle 8. zu einem Fahr- und Gangwechselgetriebe 11 führenden. Verbindungsstrang 10, und zwei Lenkdifferentiale 12 und 12' mit den beiden zum Antrieb der Fahrzeugketten dienenden Getriebeabtrieben 13 und 13'. Der Lenkantrieb enthält einen vom Fahrantrieb drehzahlunabhängigen zweiten Antriebsstrang 14, der von der· Verdichterwelle 3 zu einem, vom Lenkorgan 15 aus in beiden Drehrichtungen stufenlos steuerbaren, Überlagerungs-Lenkantriebsgetriebe 16 führt, das in bekannter Weise als hydrostatischer Antrieb mit Regelpumpe und Ölmotor oder als hydrostatischhydrodynamischer Antrieb usw. ausgebildet sein kann.

Ferner enthält der Lenkantrieb eine Nullwelle 17 mit Verbindungsrädern 18 und 18' zu den Lenkdifferentialen 12 und 12' sowie Ölversorgungspumpen 19 und eine zwischen der Verdichterwelle 3 und der

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Arbeitsturbinenwelle 8 angeordnet Verbindungskupplung

Wirkungsweise:

Die von der Gasverdichterturbine 6 erzeugte Antriebsleistung dient zum Antrieb der Gasverdichterräder 4 und 5, zum Antrieb der Getriebe-Ölversorgungspumpen und zum Antrieb des Lenkgetriebes 16. Die von der Arbeitsturbine 9 erzeugte Leistung dient zum Antrieb des Fahr- bzw. Gangwechselgetriebes 11. Somit ist auch bei der im Anfahrzustand festgehaltenen bzw. nur langsam drehenden Arbeitsturbine 9 die volle Lenkantriebs-Leistung und -Drehzahl ausnützbar sowie die Druck- und Schmierölversorgung für das Getriebe gewährleistet.

Die zwischen den beiden Antriebswellen 3 und 8 angeordnete Verbindungskupplung 20 wird bei einem eventuellen völligen Ausfall der Turbinenantriebsleistung geschlossen und dient dann zum Antrieb des Lenkgetriebes vom rollenden Fahrzeug her zur Aufrechterhaltung der Lenkfähigkeit, Anstelle einer derartigen Verbindungskupplung könnte auch ein ständig wirksames Summierungs-Dlfferentialgetriebe verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eine andere Antriebsanordnung mit einer 2-Wellen-Gasturbine 1, bei der der Lenkantrieb einen an der Null-Welle 17 angeordneten Ölmotor 21 und je eine von der Gasverdichterwelle 3 über den Antriebsstrang 14 und eine von der Arbeitsturbinenwelle 8 über einen Antriebsstrang 24 angetriebene fördermengen-regulierbare Ölpumpe 22 bzw. 23 aufweist.

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Bei dieser Lösung wird die Lenkfähigkeit bei völligem Ausfall der Antriebsleistung über die ölpumpe 23, den Ölmotor 21 und eine fahrantriebsseitige Ölversorgungspumpe 25 sichergestellt.

Fig. 3 zeigt eine Antriebsanlage mit einer 3-Wellen-Gasturbine, wobei der Antrieb der ölyersorgungspumpen 19 von der Verdichterwelle 3, der Antrieb des Lenksystems von einer ersten Arbeitsturbine und der Antrieb des Gangwechselgetriebes 11 von einer zweiten Arbeitsturbine 32 aus erfolgt. Bei dieser Bauart empfiehlt es sich, die Arbeitsturbine 31 für den Lenkantrieb, abhängig vom Lenkorgan 15, über verstellbare Leitgitter 33 oder dergleichen und eine Verstelleinrichtung 34 mit Drehzahlsensor 35, von Drehzahl Null aus drehzahlregulierbar auszuführen. Somit kann die Einheit des stufenlos steuerbaren Lenkgetriebes 16 (vergl. Fig, I) durch ein billigeres Wendegetriebe 36 ersetzt werden. Zur Stabilisierung der Geradeausfahrt werden beide Kupplungen 37 und des Wendegetriebes geschlossen. Bei Rechts- oder Links-Kurve wird jeweils die eine oder andere Kupplung 37 oder 38 gelöst und der Kurvenradius durch die Drehzahlregulierung der Arbeitsturbine 31 über das Lenkorgan 15 gesteuert,

Fig. 4 zeigt eine Antriebsanlage mit einer 3-Wellen-Gasturbine, wobei, im Gegensatz zur Anlage gemäß Fig. 3, die Arbeitsturbine 31 für den Lenkantrieb über das Lenkorgan 15 und die Verstelleinrichtungen 33, 34 und 35 in beiden Drehrichtungen von Null aus drehzahl-regulierbar ausgeführt ist, In diesem Fall ist nur eine einfache Antriebsverbindung 41 zur Nullwelle 17 erforderlich.

Durch Verstellen der Schaufeln der Leitgitter 33 und/oder der Schaufeln der Arbeitsturbinen 31 und nach den Fig. 3 und 4 kann die Turbinenleistung je nach Bedarf nur zum Teil oder voll auf den Fahrantrieb und/oder den Lenkantrieb abgegeben werden.

Das Wendegetriebe 35 (vergl. Fig. 3) oder ein stufenloses Getriebe 16 (vergl. Fig I) kann entfallen. Zur Stabilisierung der Geradeausfahrt kann eine Stabilisierungsbremse 42 vorteilhaft sein. Die Kurvenradien für Links- und Rechts-Kurven werden durch die Drehzahlregulierung in beiden Drehrichtungen der Arbeitsturbine 31 gesteuert.

Die Sicherstellung der Lenkfähigkeit bei völligem Ausfall der Turbinenleistung kann für Antriebsanlagen nach den Fig. 3 und 4 durch andere Maßnahmen, z.B. entsprechend der DE-OS 25 37 229, erreicht werden.

Leerseite

Claims

11. September I98O

Unser Az.: PA 623 ZAHNRÄDERFABRIK RENK

AKTIENGESELLSCHAFT Gögginger Str. 71 89OO Augsburg

Patentansprüche

Antriebsanlage für ein Vollkettenfahrzeug, mit einer Mehrwellen-Gasturbine als Antriebsmaschine, einem Fahrantreib

einem Fahrantriebsgetriebe, welches vorzugsweise ein Gangwechselgetriebe (11) enthaltend einem, vorzugsweise stufenlos drehzahlsteuerbaren, überlagerungslenkgetriebe (12,14,16; 12,14,21,22,23; 12,14,36; 12,14,33,34,41),

.dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des überlagerungs-Lenkgetriebes drehzahlunabhängig vom Antrieb des Fahrantriebsgetriebes (11) von der gleichen Gasturbine (1) aus erfolgt.

2. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Fahrantriebsgetriebes (11) von der Arbeitsturbinenwelle (8) aus und der Antrieb des Überlagerungs-Lenkgetriebes (l6;21) von der Verdichterwelle (3) einer 2-Wellen-Gasturbine aus erfolgt (Fig. 1 und 2).

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3, Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Überlagerungs-Lenkgetriebes (16 bzw. 36) von einer ersten Arbeitsturbine (31) und der Antrieb des Fahrantriebsgetriebes (11) von einer zweiten Arbeitsturbine (32) einer 3-Wellen-Gasturbine aus erfolgt (Fig. 3 und 4).

k. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dad u r ch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Überlagerungs-Lenkgetriebes (16 usw.) und der Antrieb des Fahrantriebsgetriebes (11) über eine Antriebsverbindung, z.B. Kupplung (20), trieblich verbindbar sind (z.B. Fig. 1).

5. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos steuerbare, z.B. hydrostatische oder elektrische, überlagerungslenkgetriebe zwei wahlweise oder gemeinsam wirksame Antriebselemente (z.B. 22,23 in Fig. 2) aufweist, z.B. eine ölpumpe (22) oder einen Generator, und daß das eine (22) dieser Antriebselemente mit einer zum Antrieb des Lenkgetriebes dienenden Arbeitsturbine (z.B. 31 in Fig. 3) oder mit der Verdichterwelle (3, z.B. in Fig. 2), und das andere (23) der Antriebselemente mit der Arbeitsturbine (8,9 in Fig. 2; 8,32 in Fig. 3). für das Fahrantriebsgetriebe (11) verbunden oder verbindbar ist (Fig. 2 bzw. 3).

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6. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß eine als Lenkantrieb für das Lenkgetriebe dienende Arbeitsturbine (3D» zum Zwecke der Steuerung der Lenkvorgänge abhängig vom Lenkorgan (15) des Fahrzeugs, drehzahl-regulierbar (33,34,35) ausgeführt ist (Fig. 3 und M).

7. Antriebsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Lenkantrieb·dienende Arbeitsturbine (31) in beiden Drehrichtungen drehzahlregulierbar ist (Fig. 3 und' 4).

8. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, ■ ■

dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Arbeitsturbine (31) für den Lenkantrieb, als auch die Arbeitsturbine (32) für den Fahrantrieb, jeweils alleine für die maximale Leistung der Gasturbine ausgelegt 3ind, und daß, bei hohem Leistungsbedarf für die Lenkung, die Arbeitsturbine (3D für den Lenkantrieb gegenüber der· Arbeitsturbine (32) für den Fahrantrieb vorrangig bis zur maximalen Leistungsabgabe an den Lenkantrieb regelbar ist (Fig. 3 und 4).