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Title:
POWERTRAIN FOR A WORK MACHINE, AND WORK MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/005063
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a powertrain (1) for a work machine. The powertrain (1) comprises a first electric motor (2) with a first drive shaft (3), which can be driven by the first electric motor (2), and a second electric motor (4) with a second drive shaft (5), which can be driven by the second electric motor (4). The powertrain (1) according to the invention is characterized in that a first coupling wheel (6) is arranged on the first drive shaft (3) and a second coupling wheel (7) is arranged on the second drive shaft (5), said first coupling wheel (6) being in engagement with the second coupling wheel (7). The invention additionally relates to a corresponding work machine.

Inventors:
RECHENBACH PHILIPP (DE)
KURUCZ MARTON (DE)
HIMMELSBACH RAPHAEL (DE)
REICK BENEDIKT (DE)
Application Number:
EP2020/069132
Publication Date:
January 14, 2021
Filing Date:
July 07, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60K1/02; B60K17/28
Domestic Patent References:
WO2018137423A12018-08-02
WO2009083750A12009-07-09
Foreign References:
DE202014000738U12014-03-06
EP3098106A12016-11-30
US20110042155A12011-02-24
US20140277884A12014-09-18
DE202014000738U12014-03-06
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Claims:
Patentansprüche

1. Antriebsstrang (1 ) für eine Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang (1 ) einen ersten Elektromotor (2) mit einer vom ersten Elektromotor (2) antreibbaren ersten Antriebswelle (3) und einen zweiten Elektromotor (4) mit einer vom zweiten Elektro motor (4) antreibbaren zweiten Antriebswelle (5) umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Antriebswelle (3) ein erstes Kopplungs rad (6) und auf der zweiten Antriebswelle (5) ein zweites Kopplungsrad (7) angeord net ist, wobei das erste Kopplungsrad (6) mit dem zweiten Kopplungsrad (7) in Ein griff steht.

2. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungsrad (6) mit der ersten Antriebs welle (3) trieblich fest verbunden ist, dass das zweite Kopplungsrad (7) als Losrad ausgebildet ist und mittels eines Kopplungselements (8) mit der zweiten Antriebswel le (5) trieblich verbindbar ist, dass dem ersten Kopplungsrad (6) eine erste Kupplung

(9) zur Unterbrechung eines Triebflusses auf der ersten Antriebswelle (3) trieblich nachgeschaltet ist und dass dem zweiten Kopplungsrad (7) eine zweite Kupplung

(10) zur Unterbrechung eines Triebflusses auf der zweiten Antriebswelle (5) trieblich nachgeschaltet ist.

3. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Antriebswelle (3) ein Planetengetriebe satz (11 ) angeordnet ist, wobei ein erster Eintrieb des Planetengetriebesatzes (11 ) trieblich mit dem ersten Kopplungsrad (6) verbunden ist und wobei ein zweiter Ein trieb des Planetengetriebesatzes (11 ) trieblich mit der ersten Antriebswelle (3) ver bunden ist.

4. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eintrieb als Planetenträger (12) ausgebildet ist, wobei der Planetenträger (12) drehfest mit dem ersten Kopplungsrad (6) verbun den ist und dass der zweite Eintrieb als Sonnenrad (13) ausgebildet ist, wobei das Sonnenrad (13) drehfest mit der ersten Antriebswelle (3) verbunden ist.

5. Antriebsstrang (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 3 und 4,

dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kopplungsrad (7) als Losrad ausgebildet ist, wobei das zweite Kopplungsrad (7) mittels einer Sperrvorrichtung (14) blockierbar ist und mittels eines Kopplungselements (8) mit der zweiten Antriebswelle (5) trieblich verbindbar ist.

6. Antriebsstrang (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Elektromotor (16) mit einem Abtrieb (18) des Planetengetriebesatzes (11 ) in Triebverbindung steht.

7. Antriebsstrang (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (2) einem Fahrantrieb zuge ordnet ist und der zweite Elektromotor (4) einem Nebenabtrieb zugeordnet ist.

8. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenabtrieb einen mechanischen Zapfwellenan trieb und einen hydraulischen Pumpenantrieb umfasst.

9. Antriebsstrang (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 7 und 8,

dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenabtrieb ein lastschaltbares Nebenabtriebs getriebe umfasst.

10. Antriebsstrang (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrantrieb ein lastschaltbares Fahrantriebsge triebe umfasst.

11. Antriebsstrang (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (2) und der zweite Elektromo tor (4) in einem gemeinsamen Gehäuse (15) angeordnet sind.

12. Antriebsstrang (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (2) und der zweite Elektromo tor (4) baugleich ausgebildet sind.

13. Antriebsstrang (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebstrang (1 ) weiterhin einen elektrischen Energiespeicher umfasst und dazu ausgebildet ist, zum Laden des Energiespeichers den ersten Elektromotor (2) und den zweiten Elektromotor (4) und/oder den dritten Elektromotor (16) im Generatorbetrieb zu betreiben.

14. Arbeitsmaschine (8), umfassend einen Antriebsstrang nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Arbeitsmaschine (8) nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine (8) als landwirtschaftliche Ar beitsmaschine ausgebildet ist.

Description:
Antriebsstranq für eine Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine ge mäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Arbeitsmaschine.

Im Stand der Technik sind elektrisch angetriebene Arbeitsmaschinen, wie etwa Rad lader, Dumper oder Ackerschlepper, bekannt. Derartige Arbeitsmaschinen sind ent weder reinelektrisch angetrieben, d.h. sie verfügen für ihre Energieversorgung aus schließlich über eine elektrische Batterie bzw. einen elektrischen Akkumulator, wel cher die von einem oder mehreren Elektromotoren benötigte elektrische Energie be reitstellt. Oder aber sie sind diesel-elektrisch angetrieben, was bedeutet, dass die benötigte elektrische Energie von einem dieselgetriebenen Generator sowie ggf. von einem elektrischen Pufferspeicher, wie z.B. einem entsprechend dimensionierten Kondensator bzw. einer aufladbaren Batterie, bereitgestellt wird. In beiden Fällen wird die für den Fahrantrieb und den Arbeitsantrieb benötigte mechanische Leistung von einem oder mehreren Elektromotoren erbracht.

In diesem Zusammenhang ist der Anmelderin eine rein elektrisch angetriebene land wirtschaftliche Arbeitsmaschine unter der Bezeichnung„Fendt e100“ bekannt, welche von einem als Elektromotor ausgebildeten, einzelnen Zentralantrieb angetrieben wird. Über ein leistungsverzweigtes Getriebe kann die Antriebsleistung des Zentral antriebs bedarfsweise auf die einzelnen Räder übertragen werden.

Weiterhin ist der Anmelderin unter dem Namen„Rigitrac EWD120“ eine diesel elektrisch angetriebene landwirtschaftliche Arbeitsmaschine bekannt, die einen die selgetriebenen Generator zum Bereitstellen einer elektrischen Leistung sowie vier in die Radfelgen integrierte, als Radnabenantriebe ausgebildete, elektrische Einzelrad- anriebe umfasst. Die vom Generator erzeugte elektrische Leistung wird den Radna benantrieben zur Verfügung gestellt. Durch die Einzelradantriebe wird eine individu elle Steuerung und Regelung der Antriebsräder ermöglicht. Weiterhin verfügt der„Ri gitrac EWD120“ über einen elektrischen Bremswiderstand, der im Generatorbetrieb der Elektromotoren eine elektrische Last darstellt, welche die Elektromotoren belastet und bremst. Die DE 20 2014 000 738 LJ 1 beschreibt einen rein elektromotorisch angetriebener Radlader, der einen ersten Elektromotor für einen Fahrantrieb und einen zweiten Elektromotor für einen Arbeitsantrieb aufweist.

Die bekannten elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschinen schöpfen die durch ein elektrisches Antriebskonzept möglichen Vorteile noch nicht vollständig aus.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Antriebsstrang für eine Ar beitsmaschine vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Antriebsaggregat für eine Arbeits maschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine, wobei der An triebsstrang einen ersten Elektromotor mit einer vom ersten Elektromotor antreibba- ren ersten Antriebswelle und einen zweiten Elektromotor mit einer vom zweiten Elekt romotor antreibbaren zweiten Antriebswelle umfasst. Der erfindungsgemäße An triebsstrang zeichnet sich dadurch aus, dass auf der ersten Antriebswelle ein erstes Kopplungsrad und auf der zweiten Antriebswelle ein zweites Kopplungsrad angeord net ist, wobei das erste Kopplungsrad mit dem zweiten Kopplungsrad in Eingriff steht.

Erfindungsgemäß ist es also ein Antriebsstrang mit zwei voneinander unabhängig betreibbaren Elektromotoren vorgesehen, nämlich mit dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor. Dem ersten Elektromotor ist dabei eine vom ersten Elekt romotor antreibbare erste Antriebswelle zugeordnet und dem zweiten Elektromotor ist dabei eine vom zweiten Elektromotor antreibbare zweite Antriebswelle zugeord net. Die erste bzw. die zweite Antriebswelle können entweder einstückig mit der je weiligen Motorwelle des ersten bzw. des zweiten Elektromotors ausgebildet sein, also identisch mit der jeweiligen Motorwelle sein, oder aber auch eigenständige Bau teile sein, welche mit dem ersten Elektromotor bzw. dem zweiten Elektromotor ledig lich in Triebverbindung stehen, beispielsweise über eine Über- bzw. Untersetzungs- stufe. Sowohl auf der ersten Antriebswelle als auch auf der zweiten Antriebswelle ist jeweils ein Kopplungsrad vorgesehen, nämlich das erste Kopplungsrad bzw. das zweite Kopplungsrad, wobei das erste Kopplungsrad mit dem zweiten Kopplungsrad in Eingriff steht. Beim ersten Kopplungsrad bzw. beim zweiten Kopplungsrad handelt es sich vorteilhafterweise um Stirnräder. Das erste Kopplungsrad und das zweite Kopplungsrad können wahlweise identisch ausgebildet sein, also eine übertragene Drehzahl unverändert belassen, oder aber als Über- bzw. Untersetzungsstufe aus gebildet sein und eine übertragene Drehzahl entsprechend hochsetzen oder herab setzen.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine Übertragung von Antriebsleistung bzw. von Drehmoment vom ersten Elektromotor auf die zweite Antriebswelle erfolgen kann und ebenso eine Übertragung von Antriebsleistung bzw. von Drehmoment vom zwei ten Elektromotor auf die erste Antriebswelle erfolgen kann. Dies wiederum erlaubt ein sog. Down-Sizing sowohl des ersten Elektromotors als auch des zweiten Elektromo tors, da beide sich antriebstechnisch gegenseitig unterstützen können, sofern eine Leistungsanforderung an einen der beiden Elektromotoren besteht, welche vom je weils betroffenen Elektromotor nicht oder nur unter ungünstigen Bedingungen, bei spielsweise unter einem geringen Wirkungsgrad, bereitgestellt werden kann. Das Down-Sizing erlaubt in Folge auch eine Reduzierung des Gewichts, des Bauraums und der Bereitstellungskosten sowohl des ersten Elektromotors als auch des zweiten Elektromotors.

Denkbar und bevorzugt ist dabei nicht nur das Bereitstellen eines einzelnen ersten Elektromotors und eines einzelnen zweiten Elektromotors, sondern auch mehrerer erster Elektromotoren bzw. mehrerer zweiter Elektromotoren, die z.B. jeweils über ein Summiergetriebe miteinander gekoppelt sein können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Kopplungsrad mit der ersten Antriebswelle trieblich fest verbunden ist, dass das zweite Kopplungsrad als Losrad ausgebildet ist und mittels eines Kopplungsele ments mit der zweiten Antriebswelle trieblich verbindbar ist, dass dem ersten Kopp lungsrad eine erste Kupplung zur Unterbrechung eines Triebflusses auf der ersten Antriebswelle trieblich nachgeschaltet ist und dass dem zweiten Kopplungsrad eine zweite Kupplung zur Unterbrechung eines Triebflusses auf der zweiten Antriebswelle trieblich nachgeschaltet ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine vergleichsweise einfache und damit kostengünstige Ausbildungsform des erfindungsgemäßen An triebsstrangs bereitgestellt wird. Im trieblich verbundenen Zustand des zweiten Kopp- lungsrads mit der zweiten Antriebswelle kann eine Leistung bzw. ein Drehmoment von der ersten Antriebswelle zur zweiten Antriebswelle bzw. umgekehrt übertragen werden. Wenn gleichzeitig die erste Kupplung geöffnet ist und die zweite Kupplung geschlossen ist, wenn also der Triebfluss auf der ersten Antriebswelle ab der ersten Kupplung unterbrochen ist, kann die gesamte Leistung bzw. das gesamte Drehmo ment des ersten Elektromotors auf der zweiten Antriebswelle bereitgestellt werden. Wenn umgekehrt die zweite Kupplung geöffnet ist und die erste Kupplung geschlos sen ist, wenn also der Triebfluss auf der zweiten Antriebswelle ab der zweiten Kupp lung unterbrochen ist, kann die gesamte Leistung bzw. das gesamte Drehmoment des zweiten Elektromotors auf der ersten Antriebswelle bereitgestellt werden. Eben so ist es denkbar und bevorzugt, die erste Kupplung vollständig zu schließen und die zweite Kupplung teilweise zu schließen, so dass die zweite Kupplung nur ein be grenztes Drehmoment übertragen kann, bzw. umgekehrt.

Das erste Kopplungsrad ist dabei vorteilhafterweise als Festrad ausgebildet.

Die erste Kupplung und die zweite Kupplung sind bevorzugt als Lamellenkupplungen ausgebildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass auf der ersten Antriebswelle ein Planetengetriebesatz angeordnet ist, wo bei ein erster Eintrieb des Planetengetriebesatzes trieblich mit dem ersten Kopp lungsrad verbunden ist und wobei ein zweiter Eintrieb des Planetengetriebesatzes trieblich mit der ersten Antriebswelle verbunden ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine Übertragung von Leistung bzw. Drehmoment von der ersten Antriebswelle auf die zweite Antriebswelle bzw. umgekehrt ermöglicht wird, wobei gleichzeitig der Aufbau des Antriebsstrangs vergleichsweise einfach und kostengünstig bleibt. Unter der Formulierung„dass auf der ersten Antriebswelle ein Planetengetriebesatz angeordnet ist“, wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass der Planetengetriebe satz ein vom ersten Elektromotor und ggf. vom zweiten Elektromotor in die erste An triebswelle eingeleitetes Drehmoment über- oder untersetzt und dann auf eine Aus gangswelle des Planetengetriebesatzes, welche eine axiale Verlängerung der ersten Antriebswelle darstellt, überträgt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der erste Eintrieb als Planetenträger ausgebildet ist, wobei der Planeten träger drehfest mit dem ersten Kopplungsrad verbunden ist und dass der zweite Ein trieb als Sonnenrad ausgebildet ist, wobei das Sonnenrad drehfest mit der ersten Antriebswelle verbunden ist. Das bedeutet also, dass eine Drehzahl der ersten An triebswelle einer Drehzahl des Sonnenrads identisch entspricht und dass eine Dreh zahl des ersten Kopplungsrad einer Drehzahl des Planetenträgers identisch ent spricht. Bei dem ersten Kopplungsrad handelt es sich in diesem Fall bevorzugt um ein Losrad. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle über den Planetengetriebesatz miteinander trieblich verbunden sind und gleichzeitig über den Planetengetriebesatz eine Über- bzw. Untersetzung von Drehmomenten und Drehzahlen erfolgt, so dass die erste Antriebswelle für einen ersten Verwendungszweck vorgesehen sein kann während die zweite Antriebswelle für einen zweiten Verwendungszweck vorgesehen sein kann.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zweite Kopplungsrad als Losrad ausgebildet ist, wobei das zweite Kopplungsrad mittels einer Sperrvorrichtung blockierbar ist und mittels eines Kopplungselements mit der zweiten Antriebswelle trieblich verbindbar ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass gleichermaßen eine Leistungsverzweigung, insbesonde re in Verbindung mit dem Planetengetriebesatz, von der ersten Antriebswelle auf die zweite Antriebswelle und umgekehrt ermöglicht wird. Dazu wird das Kopplungsele ment geschlossen und die Sperrvorrichtung wird geöffnet. In diesem Schaltzustand ist das zweite Kopplungsrad drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbunden, so dass eine Triebverbindung zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten An triebswelle besteht. Wenn hingegen die Sperrvorrichtung geschlossen wird und das Kopplungselement geöffnet wird, dann wird die erste Antriebswelle ausschließlich vom ersten Elektromotor angetrieben und die zweite Antriebswelle ausschließlich vom zweiten Elektromotor.

Die Sperrvorrichtung ist bevorzugt als Bremse ausgebildet, beispielsweise als Lamel lenbremse.

Das Kopplungselement ist bevorzugt als Kupplung ausgebildet, beispielsweise als Lamellenkupplung oder als Klauenkupplung.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein dritter Elektromotor mit einem Abtrieb des Planetengetriebes atzes in Triebverbindung steht. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass ein weiteres Down-Sizing sowohl des ersten Elektromotors als auch des zweiten Elektromotors ermöglicht wird, insbesondere aber des ersten Elektromotors. Dieses weitere Down- Sizing ermöglicht eine weitere Gewichtsreduzierung und Bauraumreduzierung so wohl des ersten Elektromotors als auch des zweiten Elektromotors, insbesondere aber des ersten Elektromotors. Der dritte Elektromotor kann beispielsweise immer dann zusätzliche Leistung bzw. zusätzliches Drehmoment auf den Abtrieb des Plane tengetriebesatzes übertragen, wenn die Leistung bzw. das Drehmoment des ersten Elektromotors bzw. des zweiten Elektromotors, insbesondere aber ausschließlich des ersten Elektromotors, einer bestehenden Anforderung von Leistung bzw. Drehmo ment nicht genügt bzw. die bestehende Anforderung von Leistung bzw. Drehmoment durch den ersten Elektromotor bzw. durch den zweiten Elektromotor, insbesondere aber ausschließlich durch den ersten Elektromotor, nur in einem ineffizienten Be triebspunkt bereitgestellt werden könnte.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der erste Elektromotor einem Fahrantrieb zugeordnet ist und der zweite Elektromotor einem Nebenabtrieb zugeordnet ist. Diese Zuordnungen des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors haben sich als gut geeignet erwiesen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der Nebenabtrieb einen mechanischen Zapfwellenantrieb und einen hyd raulischen Pumpenantrieb umfasst. Somit ist der Nebenabtrieb vielseitig verwendbar und ermöglicht den Betrieb unterschiedlichster Anbaugeräte, welche gleichermaßen mechanisch oder hydraulisch angetrieben werden können.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der Nebenabtrieb ein lastschaltbares Nebenabtriebsgetriebe umfasst. Dies führt zu einer erhöhten Flexibilität des Nebenabtriebs und damit des erfindungsge mäßen Antriebsstrangs.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Fahrantrieb ein lastschaltbares Fahrantriebsgetriebe umfasst. Dies führt zu einer entsprechend erhöhten Flexibilität auch des Fahrantriebs und da mit ebenfalls zu einer erhöhten Flexibilität des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor in einem gemeinsa men Gehäuse angeordnet sind. Dies ermöglicht eine platz- und gewichtsparende Anordnung des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors innerhalb des Antriebsstrangs. Zudem werden durch das gemeinsame Gehäuse im Vergleich zu zwei Einzelgehäusen Gewicht und Kosten eingespart. Der erste und der zweite Elektromotor können beispielsweise axial hintereinander in ein gemeinsames Ge häuse gebaut werden, wobei die Motorwellen z.B. in entgegengesetzte Axialrichtun gen aus dem Gehäuse weisen können. Ebenso ist aber auch eine Anordnung axial nebeneinander in einem entsprechend ausgebildeten Gehäuse möglich und bevor zugt, so dass beide Motorwellen beispielsweise in die gleiche Axialrichtung weisen können. Auch hinsichtlich des zur Schwingungsdämpfung zu betreibenden Aufwands ergeben sich Vorteile, da nicht zwei einzelne Gehäuse jeweils gesondert schwin gungsgedämpft aufgehängt werden müssen.

Ggf. kann auch der dritte Elektromotor im gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das gemeinsame Gehäuse einen ge meinsamen Kühl- und/oder Schmierkreislauf für den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor umfasst. Dies führt gegenüber der Bereitstellung von zwei ge trennten Kühl- bzw. Schmierkreisläufen jeweils für den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor zu einer nochmaligen Reduzierung des Bauraumbedarfs und vor allem der Herstellungskosten, da beispielsweise auf eine gemeinsame Förder pumpe, einen gemeinsamen Kühler und einen gemeinsamen Ölfilter zurückgegriffen werden kann. Beispielsweise kann das gemeinsame Gehäuse auch einen gemein samen Ölsumpf umfassen.

Öl kann z.B. gleichermaßen als Kühl- und Schmiermittel verwendet werden, wobei die Kühlung insbesondere über Ölnebel erfolgen kann. Sofern der Kühlkreislauf und der Schmierkreislauf unabhängig voneinander ausgebildet sind, kann für den Kühl kreislauf beispielsweise auch Wasser anstelle von Öl verwendet werden. In letzterem Falle ist es bevorzugt, dass der Ölkreislauf und der Schmierkreislauf zwar unabhän gig voneinander, jedoch für den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor jeweils gemeinsam bereitgestellt werden, d.h., dass für den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor ein gemeinsamer, beispielsweise ölbasierter Schmierkreis lauf bereitgestellt wird und ebenso für den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor ein gemeinsamer, vom Schmierkreislauf unabhängiger, beispielsweise wasserbasierter Kühlkreislauf bereitgestellt wird.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass für jeden Elektromotor, also für den ersten, den zweiten und ggf. den dritten Elektromotor, jeweils eine eigene Leistungselektronik zur Steuerung bzw. Regelung des jeweiligen Elektromotors vorgesehen ist. Sofern mehr als nur ein erster, ein zweiter oder ggf. ein dritter Elektromotor vorgesehen sind, kön nen auch sämtliche ersten, zweiten und dritten Elektromotoren jeweils eine gemein same Leistungselektronik aufweisen, wobei die Leistungselektronik in diesem Fall aus zwei oder ggf. drei einzelnen Elektronikbausteinen besteht, die in einem gemein samen Gehäuse angeordnet sein können und beispielsweise eine gemeinsame Energieversorgung und eine gemeinsame Kühlung aufweisen können. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor baugleich ausgebildet sind. Das bedeutet also, dass der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor identisch ausgebildet sind und gegeneinander austauschbar sind. Aus dieser Bau gleichheit ergibt sich der Vorteil, dass anstelle von zwei unterschiedlichen Elektromo toren nur ein einzelner Elektromotor entwickelt werden muss. Ebenso müssen nur Werkzeugmaschinen und Fertigungsvorrichtungen für eine Ausbildungsform von Elektromotoren angeschafft werden. Da üblicherweise sowohl die Entwicklungskos ten als auch die Anschaffungskosten für Werkzeugmaschinen und Fertigungsvorrich tungen in den Verkaufspreis der Elektromotoren eingepreist werden, ergibt sich hier durch über den sog. Stückzahleffekt ein Kostenvorteil gegenüber der Verwendung von zwei unterschiedlichen Elektromotoren als erster Elektromotor und als zweiter Elektromotor.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass auch der dritte Elektromotor baugleich mit dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor ausgebildet ist.

Bevorzugt sind auch das ggf. vorhandene Nebenabtriebsgetriebe und das ggf. vor handene Fahrantriebsgetriebe baugleich ausgebildet. Somit ergibt sich der bereits beschriebene Stückzahleffekt auch hinsichtlich des Nebenabtriebsgetriebes und des Fahrantriebsgetriebes.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgese hen, dass der Antriebstrang weiterhin einen elektrischen Energiespeicher umfasst und dazu ausgebildet ist, zum Laden des Energiespeichers den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor und/oder den dritten Elektromotor im Generatorbetrieb zu betreiben. Somit kann kinetische Energie nämlich vorteilhaft sowohl vom ersten Elektromotor wie auch vom zweiten Elektromotor bzw. vom dritten Elektromotor re- kuperiert werden und dem elektrischen Energiespeicher zugeführt werden. Im Reku- perationsbetrieb arbeiten der erste Elektromotor bzw. der zweite Elektromotor bzw. der dritte Elektromotor als Generatoren und wandeln mechanische, nämlich kineti sche, Energie in elektrische Energie um. Diese elektrische Energie kann dem elektri schen Energiespeicher später im Bedarfsfälle wieder entnommen werden, um den ersten Elektromotor bzw. den zweiten Elektromotor bzw. den dritten Elektromotor zu versorgen. Zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der elektrische Energie speicher über ein Ladekabel oder eine sonstige geeignete Ladevorrichtung, bei spielsweise eine Induktionsladevorrichtung, mit externer elektrischer Energie ladbar ist. Die Verwendung des ersten Elektromotors bzw. des zweiten Elektromotors bzw. des dritten Elektromotors zum Rekuperieren reduziert außerdem den Verschleiß ei ner mechanischen Reibungsbremse.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Arbeitsmaschine, umfassend einen erfindungs gemäßen Antriebsstrang. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang beschriebenen Vorteile auch für die erfin dungsgemäße Arbeitsmaschine.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Arbeitsmaschine als landwirtschaftliche Ar beitsmaschine ausgebildet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausfüh rungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebstrangs für eine Arbeitsmaschine,

Fig. 2 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebstrangs für eine Arbeitsmaschine,

Fig. 3 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebstrangs für eine Arbeitsmaschine und Fig. 4 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebstrangs für eine Arbeitsmaschine.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figu- renübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer techni- sehen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.

Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Antriebstrangs 1 für eine (in Fig. 1 nicht dargestellte) Arbeitsmaschi ne. Der Antriebsstrang 1 umfasst einen ersten Elektromotor 2 mit einer vom ersten Elektromotor 2 antreibbaren ersten Antriebswelle 3 und einen zweiten Elektromotor 4 mit einer vom zweiten Elektromotor 4 antreibbaren zweiten Antriebswelle 5. Auf der ersten Antriebswelle 3 ist ein erstes Kopplungsrad 6 angeordnet und auf der zweiten Antriebswelle 5 ist ein zweites Kopplungsrad 7 angeordnet ist, wobei das erste Kopp lungsrad 6 mit dem zweiten Kopplungsrad 7 in Eingriff steht. Das erste Kopplungsrad 6 und das zweite Kopplungsrad 7 ermöglichen eine triebliche Kopplung zwischen der ersten Antriebswelle 3 und der zweiten Antriebswelle 5. Wie in Fig. 1 weiterhin zu sehen ist, ist das erste Kopplungsrad 6 mit der ersten Antriebswelle 3 drehfest ver bunden, wohingegen das zweite Kopplungsrad 7 als Losrad ausgebildet ist und mit tels eines Kopplungselements 8 mit der zweiten Antriebswelle 5 trieblich verbindbar ist. Das Kopplungselement 8 ist dabei beispielsgemäß als Lamellenbremse ausge bildet. Im geschlossenen Zustand des Kopplungselements 8 ist das zweite Kopp lungsrad 7 drehfest mit der zweiten Antriebswelle 5 gekoppelt, so dass in diesem Zustand entsprechend eine triebliche Kopplung zwischen der ersten Antriebswelle 3 und der zweiten Antriebswelle 5 besteht. Im geöffneten Zustand des Kopplungsele ments 8 ist das zweite Kopplungsrad 7 hingegen nicht mit der zweiten Antriebswelle 5 gekoppelt, so dass in diesem Zustand keine triebliche Kopplung zwischen der ers ten Antriebswelle 3 und der zweiten Antriebswelle 5 besteht. Des Weiteren ist dem ersten Kopplungsrad 6 eine erste Kupplung 9 zur Unterbrechung eines Triebflusses auf der ersten Antriebswelle 3 trieblich nachgeschaltet und dem zweiten Kopplungs rad 7 ist eine zweite Kupplung 10 zur Unterbrechung eines Triebflusses auf der zwei ten Antriebswelle 5 trieblich nachgeschaltet.

Wenn die erste Kupplung 9 geöffnet ist und die zweite Kupplung 10 geschlossen ist, wenn also der Triebfluss auf der ersten Antriebswelle 3 ab der ersten Kupplung 9 unterbrochen ist, kann die gesamte Leistung bzw. das gesamte Drehmoment des ersten Elektromotors 2 über das erste Kopplungsrad 6 und das zweite Kopplungsrad 8 auf der zweiten Antriebswelle 5 bereitgestellt werden, wenn zusätzlich das Kopp lungselements 8 geschlossen ist. Wenn umgekehrt die zweite Kupplung 10 geöffnet ist und die erste Kupplung 9 geschlossen ist, wenn also der Triebfluss auf der zwei ten Antriebswelle 5 ab der zweiten Kupplung 10 unterbrochen ist, kann die gesamte Leistung bzw. das gesamte Drehmoment des zweiten Elektromotors 4 auf der ersten Antriebswelle 3 bereitgestellt werden, wenn zusätzlich das Kopplungselements 8 ge schlossen ist. Wenn sowohl die erste Kupplung 9 als auch die zweite Kupplung 10 geschlossen sind und zusätzlich das Kopplungselements 8 geöffnet ist, dann treibt der erste Elektromotor 2 ausschließlich die erste Antriebswelle 3 an und der zweite Elektromotor 4 treibt ausschließlich die zweite Antriebswelle 5 an. Beispielsgemäß treibt der erste Elektromotor 2 über die erste Antriebswelle 3 einen Fahrantrieb der Arbeitsmaschine an und der zweite Elektromotor 4 über die zweite Antriebswelle 5 einen Nebenabtrieb der Arbeitsmaschine.

Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebstrangs 1 für eine (in Fig. 2 nicht dargestellte) Ar beitsmaschine. Der Antriebsstrang 1 umfasst einen ersten Elektromotor 2 mit einer vom ersten Elektromotor 2 antreibbaren ersten Antriebswelle 3 und einen zweiten Elektromotor 4 mit einer vom zweiten Elektromotor 4 antreibbaren zweiten Antriebs welle 5. Auf der ersten Antriebswelle 3 ist eine erstes Kopplungsrad 6 angeordnet und auf der zweiten Antriebswelle 5 ist ein zweites Kopplungsrad 7 angeordnet ist, wobei das erste Kopplungsrad 6 mit dem zweiten Kopplungsrad 7 in Eingriff steht. Das erste Kopplungsrad 6 und das zweite Kopplungsrad 7 ermöglichen eine triebli- che Kopplung zwischen der ersten Antriebswelle 3 und der zweiten Antriebswelle 5. Wie in Fig. 2 weiterhin zu sehen ist, ist das zweite Kopplungsrad 7 als Losrad ausge bildet ist und mittels eines Kopplungselements 8 mit der zweiten Antriebswelle 5 trieblich verbindbar ist. Das Kopplungselement 8 ist dabei beispielsgemäß als Lamel lenbremse ausgebildet. Im geschlossenen Zustand des Kopplungselements 8 ist das zweite Kopplungsrad 7 drehfest mit der zweiten Antriebswelle 5 gekoppelt, so dass in diesem Zustand entsprechend eine triebliche Kopplung zwischen der ersten An triebswelle 3 und der zweiten Antriebswelle 5 besteht. Im geöffneten Zustand des Kopplungselements 8 ist das zweite Kopplungsrad 7 hingegen nicht mit der zweiten Antriebswelle 5 gekoppelt, so dass in diesem Zustand keine triebliche Kopplung zwi- sehen der ersten Antriebswelle 3 und der zweiten Antriebswelle 5 besteht. Außerdem ist das zweite Kopplungsrad 7 mittels einer Sperrvorrichtung 14 blockierbar. Die Sperrvorrichtung ist beispielsgemäß ebenfalls als Lamellenbremse ausgebildet.

Wenn die Sperrvorrichtung 14 geschlossen ist, wird das zweite Kopplungsrad 7 dreh test an einem Gehäuse 15 gehalten. Im geöffneten Zustand der Sperrvorrichtung 14 hingegen kann das zweite Kopplungsrad 7 gegen das Gehäuse 15 drehen. Des Wei teren ist auf der ersten Antriebswelle 3 ein Planetengetriebesatz 11 angeordnet, wo bei ein erster Eintrieb des Planetengetriebesatzes 11 trieblich mit dem ersten Kopp lungsrad 3 verbunden ist. Beispielsgemäß handelt es sich beim ersten Eintrieb des Planetengetriebesatzes 11 um einen Planetenträger 12 des Planetengetriebesatzes 11. Ein zweiter Eintrieb des Planetengetriebesatzes 11 ist trieblich mit der ersten An triebswelle 3 verbunden, wobei es sich bei dem zweiten Eintrieb des Planetengetrie besatzes 11 beispielsgemäß um ein Sonnenrad 13 handelt.

Wenn nun das Sperrelement 14 geöffnet ist und das Kopplungselement 8 geschlos sen ist, so kann die vom ersten Elektromotor 2 bereitgestellte Leistung bzw. das vom ersten Elektromotor 2 bereitgestellte Drehmoment gleichermaßen auf die erste An triebswelle 3 wie auch auf die zweite Antriebswelle 5 aufgeteilt werden. Ebenso kann die vom zweiten Elektromotor 4 bereitgestellte Leistung bzw. das vom zweiten Elekt romotor 4 bereitgestellte Drehmoment gleichermaßen auf die erste Antriebswelle 3 wie auch auf die zweite Antriebswelle 5 aufgeteilt werden. Über den Planetengetrie besatz 11 findet dabei zusätzlich eine Übersetzung der jeweils vom ersten Elektro motor 2 und vom zweiten Elektromotor 4 eingetriebenen Drehzahl und entsprechend auch des Drehmoments statt. Wenn hingegen das Sperrelement 14 geschlossen ist und das Kopplungselement 8 geöffnet ist, dann treibt der erste Elektromotor 2 aus schließlich die erste Antriebswelle 3 an und der zweite Elektromotor 4 treibt aus schließlich die zweite Antriebswelle 5 an. Beispielsgemäß treibt der erste Elektromo tor 2 über die erste Antriebswelle 3 einen Fahrantrieb der Arbeitsmaschine an und der zweite Elektromotor 4 über die zweite Antriebswelle 5 einen Nebenabtrieb der Arbeitsmaschine.

Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebstrangs 1 für eine (in Fig. 3 nicht dargestellte) Ar- beitsmaschine. Der in Fig. 3 dargestellte Antriebsstrang 1 entspricht dabei dem be reits in Fig. 2 beschriebenen Antriebsstrang 1 , weist darüber hinaus aber einen drit ten Elektromotor 16 auf, welcher über ein Festrad 17 mit einem Abtrieb 18 des Pla netengetriebesatzes 11 in Triebverbindung steht. Somit kann über den dritten Elekt romotor 16 eine zusätzliche Leistung bzw. ein zusätzliches Drehmoment auf der ers ten Antriebswelle 3 bereitgestellt werden.

Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebstrangs 1 für eine (in Fig. 4 nicht dargestellte) Ar beitsmaschine. Der in Fig. 4 dargestellte Antriebsstrang 1 entspricht dabei dem be reits in Fig. 2 beschriebenen Antriebsstrang 1 , weist allerdings nicht das Sperrele ment 14 und nicht das Kopplungselement 8 auf. Dadurch sind der erste Elektromotor 2 und der zweite Elektromotor 4 bzw. die erste Antriebswelle 3 und die zweite An triebswelle 5 permanent miteinander gekoppelt, so dass permanent Leistung bzw. Drehmoment vom ersten Elektromotor 2 nicht nur an die erste Antriebswelle 3 son dern auch an die zweite Antriebswelle 5 übertragen werden und umgekehrt perma nent Leistung bzw. Drehmoment vom zweiten Elektromotor nicht nur an die zweite Antriebswelle 5 sondern auch an die erste Antriebswelle 3 übertragen werden.

Bezuqszeichen

Antriebsstrang

erster Elektromotor

erste Antriebswelle

zweiter Elektromotor

zweite Antriebswelle

erstes Kopplungsrad

zweites Kopplungsrad

Kopplungselement

erste Kupplung

zweite Kupplung

Planetengetriebesatz

Planetenträger

Sonnenrad

Sperrvorrichtung

Gehäuse

dritter Elektromotor

Festrad

Abtrieb des Planetengetriebesatzes