用于工作机器的驱动系和工作机器的制作方法

1.本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于工作机器的驱动系以及相应的工作机器。


背景技术：

2.在现有技术中，诸如轮式装载机、自卸车或农用拖拉机的电驱动的工作机器是已知的。这种工作机器要么是纯电驱动，也就是说它们的能源供应仅具有提供一个或多个电动马达所需的电能的电池或蓄电池。要么它们是柴电驱动的，这意味着，所需的电能由柴油驱动的发电机以及可能的电力缓冲存储器，如相应规格的电容器或可充电电池来提供。在这两种情况下，行驶运行和工作运行所需的机械功率都由一个或多个电动马达产生。
3.在这方面，申请人已知有一种命名为“fendt e100”的纯电驱动的农业工作机器，其是由被构造为电动马达的单个的中央驱动器来驱动。中央驱动器的驱动功率可以根据需要经由功率分流传动装置传递到各个车轮。
4.此外，申请人已知有一种名为“rigitrac ewd120”的柴电驱动的农用工作机器，它包括用于提供电功率的柴油驱动的发电机以及四个整合到轮辋中的被构造为轮毂驱动器的电动单车轮驱动器。由发电机产生的电功率被提供给轮毂驱动器。通过单车轮驱动器能够实现对驱动车轮进行单独控制和调节。此外，“rigitrac ewd120”具有制动电阻器，该制动电阻器代表了在电动马达的发电机运行中的电负荷，该电负荷对电动马达进行加载和制动。
5.de 20 2014 000 738 u1描述了一种纯电动马达式驱动的轮式装载机，其具有用于行驶运行的第一电动马达和用于工作运行的第二电动马达。
6.所已知的电驱动的工作机器还没有完全发挥出电驱动概念可能带来的优势。


技术实现要素：

7.本发明的任务是提出一种改进的用于工作机器的驱动系。
8.根据本发明，该任务通过根据权利要求1的用于工作机器的驱动机组来解决。本发明的有利的设计方案和改进方案由从属权利要求得知。
9.本发明涉及一种用于工作机器的驱动系，其中，驱动系包括：第一电动马达，第一电动马达具有能由第一电动马达驱动的第一驱动轴；第二电动马达，第二电动马达具有能由第二电动马达驱动的第二驱动轴。根据本发明的驱动系的特征在于，在第一驱动轴上布置有第一耦接轮，在第二驱动轴上布置有第二耦接轮，其中，第一耦接轮与第二耦接轮啮合。
10.根据本发明，因此设置了具有两个能相互无关运行的电动马达的驱动系，即具有第一电动马达和第二电动马达的驱动系。在此，给第一电动马达配属有能由第一电动马达驱动的第一驱动轴，并且给第二电动马达配属有能由第二电动马达驱动的第二驱动轴。第一或第二驱动轴要么能够一体式地与第一和第二电动马达的各自的马达轴构成，即与各自
的马达轴是相同的，要么能够是独立的构件，它们与第一电动马达或第二电动马达例如经由升速比级或降速比级仅传动连接。在第一驱动轴和第二驱动轴上分别设有耦接轮，即第一耦接轮或第二耦接轮，其中，第一耦接轮与第二耦接轮啮合。第一耦接轮或第二耦接轮有利地是圆柱齿轮。第一耦接轮和第二耦接轮可以选择性构造成相同的，即保持所传递的转速不变，要么它们被构造为升速比级或降速比级，并相应增加或减少所传递的转速。
11.由此得到的优点是，能够将来自第一电动马达的驱动功率或转矩传递到第二驱动轴，并且也能够将来自第二电动马达的驱动功率或转矩传递到第一驱动轴上。这又使第一电动马达和第二电动马达的所谓小型化(down-sizing)成为可能，这是因为如果存在对两个电动马达中的一个电动马达的功率需求，而该功率需求不能够由各自相关的电动马达来提供或者只能够在不利的条件下提供，例如在低效率的情况下提供，则两者能够在驱动技术方面互相支持。小型化还允许减少了第一电动马达和第二电动马达的重量、结构空间和提供成本。
12.在此能想到且优选的是，不仅提供单个的第一电动马达和单个的第二电动马达，而且还提供多个第一电动马达或多个第二电动马达，它们能够例如分别经由累加传动装置相互耦接。
13.根据本发明的优选的实施方式设置的是，第一耦接轮与第一驱动轴以传动方式固定连接，第二耦接轮被构造为空套轮并且能借助耦接元件与第二驱动轴以传动方式连接，在第一耦接轮后面以传动方式接有用于中断在第一驱动轴上的动力流的第一离合器，并且在第二耦接轮后面以传动方式接有用于中断在第二驱动轴上的动力流的第二离合器。由此得到的优点是，提供了根据本发明的驱动系的相对简单进而廉价的构造形式。在第二耦接轮与第二驱动轴以传动方式连接的状态中，可以将功率或转矩从第一驱动轴传递到第二驱动轴，或反之亦然。当第一离合器断开同时第二离合器接合时，即当在第一驱动轴上的动力流从第一离合器起中断时，第一电动马达的全部功率或全部转矩可以提供在第二驱动轴上。反之，当第二离合器断开且第一离合器接合时，即当在第二驱动轴上的动力流从第二离合器起中断时，则第二电动马达的全部功率或全部转矩可以提供在第一驱动轴上。同样能想到且优选的是，第一离合器完全接合并且第二离合器部分接合，从而使第二离合器只能够传递有限的转矩，或者反之亦然。
14.第一耦接轮在此有利地被构造固定轮。
15.第一离合器和第二离合器优选被构造为膜片式离合器。
16.根据本发明的另外的优选的实施方式设置的是，在第一驱动轴上布置有行星传动装置组，其中，行星传动装置组的第一输入端与第一耦接轮以传动方式连接，并且其中，行星传动装置组的第二输入端与第一驱动轴以传动方式连接。由此得到的优点是，能够实现功率或转矩从第一驱动轴传递到第二驱动轴上，或反之亦然，其中，同时，驱动系的结构是相对简单且成本低廉的。
17.在本发明的意义中，“在第一驱动轴上布置有行星传动装置组”这一表述被理解为，行星传动装置组将由第一电动马达和可能由第二电动马达引入到第一驱动轴中的转矩进行上升转换或下降转换，然后传递到行星传动装置组的输出轴，该输出轴是第一驱动轴的轴向延长部。
18.根据本发明的特别优选的实施方式设置的是，第一输入端被构造为行星架，其中，
行星架抗相对转动地与第一耦接轮连接，并且第二输入端被构造为太阳轮，其中，太阳轮抗相对转动地与第一驱动轴连接。这意味着，第一驱动轴的转速与太阳轮的转速同等地对应，并且第一耦接轮的转速与行星架的转速同等地对应。在该情况下，第一耦接轮优选是空套轮。由此得到的优点是，第一驱动轴和第二驱动轴经由行星传动装置组以传动方式彼此连接，并且同时经由行星传动装置组进行对转矩和转速的上升转换或下降转换，从而第一驱动轴能够被设置用于第一应用目的，而第二驱动轴能够被设置用于第二应用目的。
19.根据本发明的另外的特别优选的实施方式设置的是，第二耦接轮被构造为空套轮，其中，第二耦接轮能借助锁止设备锁定，并且能借助耦接元件与第二驱动轴以传动方式连接。由此得到的优点是，能够实现尤其是与行星传动装置组相结合的从第一驱动轴到第二驱动轴的平均的功率分流，并且反之亦然。为此，耦接元件被接合，而锁止设备被断开。在该切换状态下，第二耦接轮抗相对转动地与第二驱动轴连接，从而第一驱动轴与第二驱动轴之间存在传动连接。而当锁止设备被接合且耦接元件被断开时，则第一驱动轴仅由第一电动马达驱动，并且第二驱动轴仅由第二电动马达驱动。
20.锁止设备优选被构造为制动器，例如被构造为膜片式制动器。
21.耦接元件优选被构造为离合器，例如膜片式离合器或牙嵌式离合器。
22.根据本发明的另外的特别优选的实施方式设置的是，第三电动马达与行星齿轮装置组的输出端以传动方式连接。由此得到的优点是，能够实现第一电动马达和第二电动马达、但尤其是第一电动马达的进一步小型化。该进一步的小型化能够实现第一电动马达和第二电动马达、但尤其是第一电动马达的重量和结构空间进一步减少。当第一电动马达或第二电动马达、但尤其是仅第一电动马达的功率或转矩不满足现有的功率或转矩要求，或者当现有的功率或转矩要求只可能通过第一电动马达或通过第二电动马达、但尤其是只能通过第一电动马达只有在低效运行点中来提供时，则第三电动马达可以例如始终向行星传动装置组的输出端传递附加的功率或转矩。
23.根据本发明的另外的优选的实施方式设置的是，第一电动马达配属于行驶驱动器，并且第二电动马达配属于副驱动部。第一电动马达和第二电动马达的这种配属关系已被证实是很合适的。
24.根据本发明的特别优选的实施方式设置的是，副驱动部包括机械动力输出轴驱动器和液压泵驱动器。因此，副驱动部能多种多样地使用，并能实现能够同样以机械或液压方式驱动的不同机具的运行。
25.根据本发明的特别优选的实施方式设置的是，副驱动部包括能动力换挡的副驱动部传动装置。这导致副驱动部进而是根据本发明的驱动系的灵活性提高。
26.根据本发明的另外的特别优选的实施方式设置的是，行驶驱动器包括能动力换挡的行驶驱动器传动装置。这导致行驶驱动器传动装置的灵活性相应提高进而同样导致根据本发明的驱动系的灵活性提高。
27.根据本发明的另外的优选实施方式设置的是，第一电动马达和第二电动马达被布置在共同的壳体中。这就能够实现第一电动马达和第二电动马达在驱动系之内的节省空间和重量的布置。此外，与两个单个壳体相比，共同的壳体能够节省重量和成本。例如，第一和第二电动马达可以在共同的壳体中轴向前后相继地建立，其中，马达轴例如能够在相反的轴向方向上指向壳体外。然而，在相应构造的壳体中轴向并排布置也是可能的并且是优选
的，从而使得两个马达轴例如能够指向相同的轴向方向。在减振所需的花费方面也得到优点，这是因为不必为两个单个的壳体分别减振地进行单独悬挂。
28.如果有必要，也可以在共同的壳体中布置有第三电动马达。
29.此外，优选设置的是，共同的壳体包括用于第一电动马达和第二电动马达的共同的冷却和/或润滑回路。与为第一电动马达和第二电动马达提供两个分开的冷却或润滑回路相比，这将再一次减少结构空间需求，并且尤其是减少制造成本，这是因为例如可以动用共同的传送泵、共同的散热器和共同的油过滤器。例如，共同的壳体还可以包括共同的油底壳。
30.例如，油可以同样被作为冷却剂和润滑剂，其中，尤其是能够经由油雾进行冷却。如果冷却回路和润滑回路被彼此无关地构造，例如对于冷却回路来说也可以用水来代替油。在后一种情况下优选的是，油回路和润滑回路虽然彼此无关，但却是共同地分别为第一电动马达和第二电动马达提供，也就是说为第一电动马达和第二电动马达提供了共同的、例如基于油的润滑回路，并为第一电动马达和第二电动马达提供了与润滑回路无关的共同的、例如基于水的冷却回路。
31.此外优选的是，为每个电动马达，即为第一、第二和可能的第三电动马达分别提供了自己的功率电子器件用来控制或调节各自的电动马达。如果比只设置有第一、第二或可能的第三电动马达更多地设置，则所有的第一、第二和第三电动马达也可以分别具有共同的功率电子器件，其中，在该情况下，功率电子器件由两个或可能三个单独的电子器件模块构成，它们可以被布置在共同的壳体中，并且例如具有共同的电源和共同的散热部。
32.根据本发明的另外的优选的实施方式设置的是，第一电动马达和第二电动马达结构相同地构造。这意味着，第一电动马达和第二电动马达构造相同并且相互间能互换。由该结构相同性得到的优点是，只需要研发单个的电动马达来代替两个不同的电动马达。同样，只需购买针对一种构造类型的电动马达的机床和制造设备。由于机床和制造设备的研发成本和购置成本通常都被计入电动马达的销售价格中，由此经由所谓的件数效应相比使用两个不同的电动马达作为第一个电动马达和第二个电动马达得到成本优势。
33.优选设置的是，第三电动马达也与第一电动马达和第二电动马达结构相同地构造。
34.优选地，可能存在的副驱动部传动装置和可能存在的行驶驱动器传动装置也结构相同地构造。因此，在副驱动部传动装置和行驶驱动器传动装置方面也得到了已经描述的件数效应。
35.根据本发明的另外的优选的实施方式设置的是，驱动系还包括电能存储器并被构造成用于在发电机运行中运行第一电动马达和第二电动马达和/或第三电动马达用来对电能存储器充电。因此，动能可以有利地由第一电动马达、第二电动马达或第三电动马达回收并输送给电能存储器。在回收运行中，第一电动马达、第二电动马达和第三电动马达作为发电机运行，并将机械能、即动能转化为电能。这些电能以后可以在需要时从电能存储器中再次提取，以便供应给第一电动马达或第二电动马达或第三电动马达。附加地可以设置的是，电能存储器经由充电线缆或其他合适的充电设备、例如感应式充电设备以外部电能充电。使用第一电动马达或第二电动马达或第三电动马达进行回收还可以减少机械摩擦制动器的磨损。
36.本发明还涉及工作机器，其包括根据本发明的驱动系。在根据本发明的驱动系方面已经描述的优点也适用于根据本发明的工作机器。
37.优选地设置的是，该工作机器被构造为农业工作机器。
附图说明
38.下面结合图中所示的实施形式来示例性地解释本发明。
39.其中：
40.图1示例性且示意性地示出根据本发明的工作机器的驱动系的可能的实施方式；
41.图2示例性且示意性地示出根据本发明的工作机器的驱动系的另外的可能的实施方式；
42.图3示例性且示意性地示出根据本发明的工作机器的驱动系的另外的可能的实施方式；
43.图4示例性且示意性地示出根据本发明的工作机器的驱动系的另外的可能的实施方式。
44.相同的主题、功能单元和类似的部件在全部附图中用相同的附图标记标注。这些主题、功能单元和类型的部件在技术特征方面除非在描述中明确或隐含地另有说明则实施相同。
具体实施方式
45.图1示例性且示意性地示出根据本发明的用于(图1中未示出的)工作机器的驱动系1的可能的实施方式。驱动系1包括：第一电动马达2，第一电动马达具有能由第一电动马达2驱动的第一驱动轴3；第二电动马达4，第二电动马达具有能由第二电动马达4驱动的第二驱动轴5。在第一驱动轴3上布置有第一耦接轮6并且在第二驱动轴5上布置有第二耦接轮7，其中，第一耦接轮6与第二耦接轮7啮合。第一耦接轮6和第二耦接轮7能够实现第一驱动轴3与第二驱动轴5之间的传动耦接。如从图1中也可以看出，第一耦接轮6与第一驱动轴3抗相对转动地连接，而第二耦接轮7被构造为空套轮并能借助耦接元件8与第二驱动轴5以传动方式连接。耦接元件8在此例如被构造为膜片式制动器。在耦接元件8的接合状态下，第二耦接轮7抗相对转动地与第二驱动轴5耦接，从而在该状态下，第一驱动轴3与第二驱动轴5之间相应地存在传动耦接。而在耦接元件8的断开状态下，第二耦接轮7不与第二驱动轴5耦接，从而在该状态下，第一驱动轴3与第二驱动轴5之间不存在传动耦接。此外，在第一耦接轮6的后面以传动方式地接有用于中断第一驱动轴3上的动力流的第一离合器9，并且在第二耦接轮7的后面以传动方式地接有用于中断第二驱动轴5上的动力流的第二离合器10。
46.当第一离合器9断开并且第二离合器10接合时，即当第一驱动轴3上的动力流从第一离合器9起被中断时，当耦接元件8附加地接合时，第一电动马达2的全部功率或全部转矩可以经由第一耦接轮6和第二耦接轮8提供在第二驱动轴5上。相反，当第二离合器10断开并且第一离合器9接合时，即当第二驱动轴5上的动力流从第二离合器10起被中断时，当耦接元件8附加地接合时，第二电动马达4的全部功率或全部转矩可以提供在第一驱动轴3上。当第一离合器9和第二离合器10都接合并且附加地断开耦接元件8时，则第一电动马达2仅驱动第一驱动轴3，并且第二电动马达4仅驱动第二驱动轴5。例如，第一电动马达2经由第一驱
动轴3驱动工作机器的行驶驱动器，并且第二电动马达4经由第二驱动轴5驱动工作机器的副驱动部。
47.图2示例性且示意性地示出根据本发明的用于(图2中未示出的)工作机器的驱动系1的另外的可能的实施方式。驱动系1包括：第一电动马达2，第一电动马达具有能由第一电动马达2驱动的第一驱动轴3；第二电动马达4，第二电动马达具有能由第二电动马达4驱动的第二驱动轴5。在第一驱动轴3上布置有第一耦接轮6，并且在第二驱动轴5上布置有第二耦接轮7，其中，第一耦接轮6与第二耦接轮7啮合。第一耦接轮6和第二耦接轮7能够实现第一驱动轴3与第二驱动轴5之间传动耦接。如从图2中也可以看出，第二耦接轮7被实施为空套轮，并且能借助耦接元件8与第二驱动轴5以传动方式连接。耦接元件8在此例如被构造为膜片式制动器。在耦接元件8的接合状态下，第二耦接轮7抗相对转动地与第二驱动轴5耦接，从而在该状态下，第一驱动轴3与第二驱动轴5之间存在相应的传动耦接。而在耦接元件8的断开状态下，第二耦接轮7不与第二驱动轴5耦接，从而在该状态下，第一驱动轴3与第二驱动轴5之间没有传动耦接。此外，第二耦接轮7能借助锁止设备14来锁定。锁止设备例如也被构造为膜片式制动器。当锁止设备14接合时，第二耦接轮7抗相对转动地保持在壳体15上。而在锁止设备14断开的状态下，第二耦接轮7可以相对壳体15转动。此外，在第一驱动轴3上布置有行星传动装置组11，其中，行星传动装置组11的第一输入端与第一耦接轮3以传动方式连接。例如，行星传动装置组11的第一输入端是行星传动装置组11的行星架12。行星传动装置组11的第二输入端与第一驱动轴3以传动方式连接，其中，行星传动装置组11的第二输入端例如是太阳轮13。
48.当现在锁定元件14断开并且耦接元件8接合时，则由第一电动马达2提供的功率或由第一电动马达2提供的转矩可以平均分配给第一驱动轴3和第二驱动轴5。同样地，由第二电动马达4提供的功率或由第二电动马达4提供的转矩可以平均分配给第一驱动轴3和第二驱动轴5。在此，经由行星传动装置组11附加地发生分别由第一电动马达2和第二电动马达4输入的转速和转矩的转换。而当锁定元件14接合并且耦接元件8断开时，则第一电动马达2仅驱动第一驱动轴3，并且第二电动马达4仅驱动第二驱动轴5。例如，第一电动马达2经由第一驱动轴3驱动工作机器的行驶驱动器，并且第二电动马达4经由第二驱动轴5驱动工作机器的副驱动部。
49.图3示例性且示意性地示出根据本发明的用于(图3中未示出的)工作机器的驱动系1的另外的可能的实施方式。图3中所示的驱动系1在此相应于图2中已经描述的驱动系1，但此外还具有第三电动马达16，它经由固定轮17与行星传动装置组11的输出端18以传动方式连接。因此，可以经由第三电动马达16向第一驱动轴3提供附加的功率或附加的转矩。
50.图4示例性且示意性地示出根据本发明的用于(图4中未示出的)工作机器的驱动系1的另外的可能的实施方式。图4中所示的驱动系1在此相应于图2中已经描述的驱动系1，但不具有锁定元件14和耦接元件8。由此，第一电动马达2和第二电动马达4或第一驱动轴3和第二驱动轴5永久地彼此耦接，从而功率或转矩从第一电动马达2永久地不仅传递给第一驱动轴3，而且也传递给第二驱动轴5，并且反之，功率或转矩从第二电动马达永久地不仅传递给第二驱动轴5，而且也传递给第一驱动轴3。
51.附图标记列表
[0052]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动系
[0053]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一电动马达
[0054]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一驱动轴
[0055]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二电动马达
[0056]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二驱动轴
[0057]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一耦接轮
[0058]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二耦接轮
[0059]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
耦接元件
[0060]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一离合器
[0061]
10
ꢀꢀꢀꢀ
第二离合器
[0062]
11
ꢀꢀꢀꢀ
行星传动装置组
[0063]
12
ꢀꢀꢀꢀ
行星架
[0064]
13
ꢀꢀꢀꢀ
太阳轮
[0065]
14
ꢀꢀꢀꢀ
锁止设备
[0066]
15
ꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0067]
16
ꢀꢀꢀꢀ
第三电动马达
[0068]
17
ꢀꢀꢀꢀ
固定轮
[0069]
18
ꢀꢀꢀꢀ
行星传动装置组的输出端