МОСТ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ТРУБА КАРДАННОГО ВАЛА, ОСЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
VEHICLE AXIS, PROPELLER SHAFT TUBE, VEHICLE AXIS AND VEHICLE

Изобретение относится к мосту для используемого в сельском хозяйстве или промышленности транспортного средства. Мост содержит установленную подвижно - предпочтительно, качающуюся - ось транспортного средства, причем ось выполнена с возможностью установки с возможностью вращения, по меньшей мере, двух колес. Предусмотрена труба карданного вала, которая для поддержки подвески оси установлена с возможностью соединения одним концом с рамой транспортного средства, а другим концом с осью транспортного средства. Предусмотрен, по меньшей мере, один расположенный на оси транспортного средства электрический привод, с помощью которого может приводиться, по меньшей мере, одно установленное на оси колесо. Далее, настоящее изобретение относится к трубе карданного вала, которая в целях поддержки подвески оси выполнена с возможностью соединения одним концом с рамой транспортного средства, а другим концом с осью транспортного средства, которая подвижно установлена на автомобиле и расположена, предпочтительно, с возможностью качания, и которая выполнена с возможностью установки с возможностью вращения, по меньшей мере, двух колес. Настоящее изобретение относится также к транспортному средству, в частности, к используемому в сельском хозяйстве или промышленности грузовому транспортному средству.
Мост транспортного средства указанного вначале вида давно известен из уровня техники. Так, например, из EP 0913280 А1 известен мост транспортного средства, в котором передняя ось для поддержки подвески оси установлена на трубе карданного вала. Один конец трубы карданного вала с помощью шарового шарнира находится в соединении с рамой транспортного средства. Другой конец трубы карданного вала жестко закреплен на передней оси. Передняя ось установлена с возможностью качания. Труба карданного вала в известном из ЕР 0193280 А1 грузовом транспортном средстве - которое выполнено в виде трактора - служит для опирания передней оси в продольном направлении транспортного средства. В общем, трубу карданного вала называют также тяговым или сдвигающим рычагом. Труба карданного вала обычно включает в себя приводной вал, который передает, по меньшей мере, часть производимого двигателем внутреннего сгорания момента вращения на согласованные с осью колеса - при необходимости с помощью дифференциальной передачи. Таким образом, труба карданного вала служит, с одной стороны, для поддержки подвески оси транспортного средства, а с другой стороны, для защиты проходящего в ней приводного вала.
Далее, из DE 19623738 А1 известно грузовое транспортное средство, которое может иметь переднюю ось с электрическими приводами отдельных колес. При этом предусмотрено, что колеса передней оси приводятся через карданный вал от двигателя внутреннего сгорания и/или от электропривода посредством суммирующего механизма, причем приводная мощность карданного вала и мощность электрического привода посредством суммирующего механизма может выдаваться на колесо. Благодаря этому возможно плавное согласование чисел оборотов отдельных колес передней оси, вследствие чего возможно многогранное использование этого транспортного средства.
Теперь расположенные на оси электроприводы с помощью гибких электрических соединительных проводов (линий) можно было бы соединить с предусмотренным на транспортном средстве генератором. Недостатком здесь является то, что такие гибко проложенные электрические провода при использовании грузового транспортного средства или в состоянии неиспользования могут повредиться, в частности, куницами.
В основе настоящего изобретения лежит задача предложить и усовершенствовать мост транспортного средства, ось транспортного средства, трубу карданного вала и транспортное средство указанного вначале вида, с помощью которых будут преодолены названные выше трудности. В частности, снабжение электроприводов должно осуществляться с помощью электрического тока, причем относящиеся к этому питающие провода не должны подвергаться повреждениям в нормальных условиях.
Задача согласно изобретению решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
Согласно изобретению мост транспортного средства указанного вначале вида отличается тем, что на трубе карданного вала предусмотрены электрические компоненты для электрического привода.
Согласно изобретению сначала было выявлено, что, в частности, электрические питающие провода (линии) могут направляться от расположенной на транспортном средстве системы генератора или соответственно снабжения током через трубу карданного вала к оси транспортного средства, а именно, в частности, проходят в трубе карданного вала, так что электрические провода транспортного средства защищены от внешних влияний до установленной подвижно оси транспортного средства. Таким образом, электрические питающие провода не должны прокладываться, например, вдоль гидроцилиндра, который соединяет раму транспортного средства с установленным подвижно мостом транспортного средства, где электрические питающие провода подверглись бы внешним влияниям, будучи незащищенными. Поэтому предпочтительным образом предусмотрено, чтобы электрические компоненты для электропривода располагались в трубе карданного вала. В этом отношении труба карданного вала в дополнение к уже имеющейся функции - поддержка подвески оси и защита предусмотренного при необходимости механического приводного вала - принимает на себя другую функцию, а именно проведение и защиту электрических соединительных проводов или, в общем и целом, защиту электрических компонентов.
Теперь труба карданного вала могла бы иметь, по существу, форму поперечного сечения в виде круга, овала или многоугольника. Вдоль своего продольного направления труба карданного вала могла бы проходить в виде конуса, причем обращенная к мосту транспортного средства часть трубы карданного вала могла бы иметь большее поперечное сечение, чем часть, обращенная к раме грузового транспортного средства. При необходимости на трубе карданного вала можно предусмотреть продольную выпуклость, в которой расположены проходящие электрические питающие провода. В этом случае соответствующие электрические компоненты расположены во внешней области трубы карданного вала - однако, защищенные выпуклостью. Предпочтительно труба карданного вала может составляться из нескольких частей и, в частности, выполняться модульной. Так, например, часть трубы карданного вала могла бы иметь, по существу, U-образную форму поперечного сечения, на которой может монтироваться другая часть трубы карданного вала, которая, по существу, могла бы иметь плоскую форму. Такое выполнение трубы карданного вала позволяет осуществлять простой монтаж расположенных в ней электрических компонентов. В этом отношении труба карданного вала была бы образована также модульной, в любом случае монтируемой из отдельных модулей.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотренные на трубе карданного вала электрические компоненты могли бы содержать, по меньшей мере, один силовой электронный модуль. С помощью такого силового электронного модуля можно было бы регулировать уровень электрической мощности, подаваемой на электрический привод.
Альтернативно или дополнительно к расположению силового электронного модуля на трубе карданного вала можно было бы предусмотреть, чтобы, по меньшей мере, один силовой электронный модуль располагался на оси транспортного средства, причем этот силовой электронный модуль мог бы выполнять сравнимую функцию.
В также предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотренные на трубе карданного вала электрические компоненты могли бы содержать статический преобразователь. В принципе, можно было бы предусмотреть, чтобы электрический ток для электрического привода производился с помощью генератора. Обычно такой генератор приводится двигателем внутреннего сгорания грузового транспортного средства. Так как двигатель внутреннего сгорания все же в зависимости от ситуации движения грузового транспортного средства имеет изменяемое число оборотов, то производимый генератором электрический ток имеет изменяемую частоту. Для преобразования электрического переменного тока изменяемой частоты в электрический переменный ток задаваемой, по существу, постоянной частоты мог бы служить такой преобразователь. С помощью статического преобразователя производимый электрическим генератором электрический переменный ток изменяемой частоты мог бы преобразоваться сначала в постоянный ток, а затем в переменный ток задаваемой частоты. С помощью этого переменного тока можно затем приводить электрический привод, который выполнен в виде асинхронного двигателя.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотренные на трубе карданного вала электрические компоненты могли бы иметь модуль тормозного сопротивления. Такой модуль тормозного сопротивления можно было бы использовать для торможения колесами моста транспортного средства, а именно в том случае, если расположенные на мосту транспортного средства электрические приводы работают в режиме генератора. Поскольку электрические приводы работают в режиме генератора, то они производят электрический ток, который, например, можно было бы подавать к модулю тормозного сопротивления или иному потребителю электричества. Благодаря этому электрические приводы производят тормозной момент, что, например, можно было бы использовать для длительного торможения при движении грузового транспортного средства под уклон. Модуль тормозного сопротивления можно было бы выполнить, например, в виде нагревательной катушки, с помощью которой при необходимости посредством соответствующих, содержащих теплообменную жидкость трубопроводов нагреваются компоненты транспортного средства, например контур трансмиссионного масла. В общем производимый приводимым от подключенного генератора электрическим приводом электрический ток может преобразовываться в механическую и/или термодинамическую энергию и потребляться или аккумулироваться в другом месте грузового транспортного средства.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотренные на трубе карданного вала электрические компоненты имеют управляющее устройство. С помощью управляющего устройства электрический привод, при необходимости силовой электронный модуль, статический преобразователь и/или модуль тормозного сопротивления могли бы быть управляемыми и/или регулируемыми.
В частности, если соответствующий изобретению мост транспортного средства используется для передней оси грузового транспортного средства, можно предусмотреть, чтобы ось транспортного средства являлась осью с управляемыми колесами. В этом случае было бы целесообразным приводить колеса задней оси чисто механически от согласованного с грузовым транспортным средством двигателя внутреннего сгорания, а колеса оси с управляемыми колесами приводить чисто электрически. Благодаря этому колеса каждой полуоси оси с управляемыми колесами особенно предпочтительным образом могут управляться с помощью не зависящего друг от друга числа оборотов, так что благодаря этому может осуществляться, например, поддержка управления колесами, без установки механически дорогостоящей передачи между колесами соответствующей полуоси.
Особенно предпочтительным образом на трубе карданного вала предусмотрено, по меньшей мере, одно электрическое устройство сопряжения, посредством которого, по меньшей мере, один предусмотренный на раме и/или на оси транспортного средства электрический провод выполнен с возможностью соединения с, по меньшей мере, одним электрическим проводом, который расположен на трубе карданного вала. Благодаря этому сборка грузового транспортного средства может быть упрощена особенно предпочтительным образом, а именно не нужно протягивать или прокладывать никакого кабельного жгута через трубу карданного вала или соответственно в ней. Следует лишь осуществить соединения электрических устройств сопряжения, причем электрическое устройство сопряжения могло бы иметь штекерное устройство, которое предпочтительным образом выполнено с возможностью свинчивания и благодаря этому было бы защищено от непреднамеренного размыкания.
В целях дальнейшего упрощения сборки грузового транспортного средства, а также для простого оснащения уже имеющихся грузовых средств предусмотренные на трубе карданного вала электрические компоненты могут быть предварительно смонтированы в несущей структуре. Благодаря этому электрические компоненты вместе с несущей структурой образуют единый модуль, который может монтироваться на трубе или в трубе карданного вала. Сама несущая структура могла бы опять-таки включать в себя компоненты охлаждения, с помощью которых могли бы охлаждаться электрические компоненты в трубе карданного вала.
При электрической системе привода для грузового транспортного средства охлаждение электрических компонентов представляет важный аспект концепции транспортного средства. На этом фоне поверхность и/или стенка оси и/или трубы карданного вала могла бы быть выполнена так, что возможно охлаждение электрических компонентов. Конкретно это может осуществиться благодаря тому, что поверхность и/или стенка оси транспортного средства и/или трубы карданного вала имеют или имеет ребра охлаждения и/или, по меньшей мере, один канал. Предпочтительно канал расположен, проходя в форме меандра, и, в частности, выполнен с возможностью пропускания охлаждающего агента. С помощью расположенных на трубе карданного вала или на оси транспортного средства ребер охлаждения можно осуществить воздушное охлаждение электрических компонентов, с помощью пропускающего охлаждающий агент канала можно было бы осуществить, например, водяное охлаждение.
Приведенная вначале задача в отношении трубы карданного вала решается с помощью признаков п.13 формулы изобретения. Согласно этому пункту труба карданного вала для поддержки подвески оси одним концом выполнена с возможностью соединения с рамой транспортного средства, а другим концом с осью транспортного средства. Труба карданного вала согласно изобретению отличается тем, что труба карданного вала выполнена с возможностью установки в мост транспортного средства по одному из пп. 1-12 формулы изобретения.
Упомянутая вначале задача в отношении оси транспортного средства решается с помощью признаков п.14 формулы изобретения. Согласно этому пункту ось выполнена с возможностью подвижной установки на транспортном средстве и, предпочтительно, установлена с возможностью качания. На ось транспортного средства могут устанавливаться с возможностью вращения, по меньшей мере, два колеса. Ось транспортного средства отличается тем, что она выполнена с возможностью адаптации к мосту транспортного средства по одному из пп. 1-12.
Упомянутая вначале задача в отношении транспортного средства и, в частности, грузового транспортного средства для использования в сельском хозяйстве или промышленности решается с помощью признаков п.15 формулы изобретения. Согласно этому пункту транспортное средство характеризуется посредством моста транспортного средства по одному из пп. 1-12 формулы изобретения.
Во избежание повторений ссылаемся на приведенную выше часть описания.
Имеются различные возможности предпочтительным образом сформировать и развить далее идею данного изобретения. Для этого, с одной стороны, следует сослаться на пункты формулы, следующие за п.1 формулы изобретения, и с другой стороны, - на последующее пояснение предпочтительного варианта осуществления посредством чертежей. В сочетании с пояснением предпочтительных вариантов осуществления изобретения на основе чертежей поясняются, также в общем, предпочтительные выполнения и усовершенствования идеи изобретения. На чертежах в схематическом виде показано:
Фиг.1 - вариант осуществления настоящего изобретения на виде сверху и
Фиг.2 - вариант осуществления согласно фиг.1 на виде сбоку.
На фиг.1 и 2 показано соответственно транспортное средство 10 для использования в сельском хозяйстве, причем одинаковые или аналогичные конструктивные узлы обозначены одними и теми же ссылочными позициями. Транспортное средство 10 для использования в сельском хозяйстве включает в себя двигатель 12 внутреннего сгорания, который установлен на раме 14. Двигатель 12 внутреннего сгорания посредством приводного вала 16 и автоматически подключенной механической передачи 18, а также дифференциальной передачи 20 приводит в действие задние колеса 22, которые согласованы с задней осью 24 транспортного средства 10 для использования в сельском хозяйстве.
Вокруг приводного вала 16 расположен генератор 26 коленчатого вала, ротор которого установлен на приводном валу 16. При работе двигателя 12 внутреннего сгорания или при вращении приводного вала 16 генератор 26 коленчатого вала производит электрический переменный ток, который имеет частоту, зависящую от числа оборотов двигателя 12 внутреннего сгорания. С помощью производимой генератором 26 коленчатого вала электрической энергии приводятся два колеса 28 согласованных с осью 30 автомобиля электродвигателей 32, которые выполнены в виде асинхронных двигателей. Ось 30 транспортного средства образована в форме установленной на шарнире передней оси сельскохозяйственного транспортного средства 10, а именно в форме неразрезной оси. Между электродвигателями 32 и колесами 28 предусмотрены ступени 34 и 36 передачи, с помощью которых понижается число оборотов электродвигателей 32.
Ось 30 подвижно установлена на раме 14 транспортного средства 10 для использования в сельском хозяйстве, причем ось 30 подвешена с возможностью качания. Для поддержки подвижной или соответствующей качающейся подвески предусмотрена труба 38 карданного вала, которая одним своим концом установлена на раме 14 и своим другим концом на оси 30 транспортного средства.
Согласно изобретению на трубе или в трубе 38 карданного вала предусмотрены электрические компоненты 40,42 для электроприводов 32. Эти электрические компоненты 40,42 включают в себя силовой электронный модуль 40, с которым согласован статический преобразователь и управляющее устройство для управления электрическими приводами 32 и которые на фиг.2 показаны в виде единого модуля. В качестве другого электрического компонента в трубе 38 карданного вала предусмотрен модуль 42 тормозного сопротивления, с помощью которого производимая электроприводом 32 в режиме генератора электрическая энергия может преобразовываться в тепловую энергию. С помощью этой произведенной тепловой энергии могут обогреваться отдельные компоненты транспортного средства 10 для использования в сельском хозяйстве, причем предусмотренные для этого нагревательные трубопроводы не показаны ради простоты изображения.
В заключение следовало бы особенно указать на то, что приведенные выше варианты осуществления служат лишь для описания заявляемой идеи, однако она не ограничивается только этими вариантами осуществления.