Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTRIFIED STEERING AND DRIVE SYSTEM WITH SKID STEERING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/213136
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a crawler vehicle having: a first vehicle unit (1) with two tracks (16, 17) and a first drive system (6, 8, 9, 10); a second vehicle unit (2) with two tracks (18, 19); and a coupling element which mechanically connects the two vehicle units (1, 2) and has two joints (4, 5) and a coupling rod (3). The coupling rod (3) connects the two joints (4, 5) at a defined distance to each other, the first joint (4) and the second joint (5) have at least one respective vertical rotational axis, and the tracks of the first vehicle unit (1) and the second vehicle unit (2) have crawlers, in particular crawler chains or rubber chains, wherein in the vehicle longitudinal direction, a first joint (4) is arranged outside of a first section, which is defined by the area between the two tracks (16, 17) of the first vehicle unit (1), or in a third of the first section, said third extending to the rear of the vehicle unit (1); and in the vehicle longitudinal direction, a second joint (5) is arranged outside of a second section, which is defined by the area between the two tracks (18, 19) of the second vehicle unit (2), or in a third of the second section, said third extending to the nose of the second vehicle unit (2). In order to facilitate a skid steering, the first drive system (6, 8, 9, 10) is designed to operate the tracks (16, 17) of the first vehicle unit (1) independently of each other with respect to speed, and the crawler vehicle has control means which are designed to operate the tracks (16, 17) of the first vehicle unit (1) in a speed-controlled manner on the basis of a steering requirement.

Inventors:
HUBER MARTIN (AT)
SKOFF GERHARD (AT)
Application Number:
PCT/AT2022/060104
Publication Date:
October 13, 2022
Filing Date:
April 06, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
AVL COMMERCIAL DRIVELINE & TRACTOR ENG GMBH (AT)
International Classes:
B62D11/20; B62D12/02; B62D55/065
Domestic Patent References:
WO2012125903A22012-09-20
WO2011049509A12011-04-28
Foreign References:
US20100184550A12010-07-22
DE102009014401A12010-09-30
US4645023A1987-02-24
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Raupenfahrzeug aufweisend: eine erste Fahrzeugeinheit (1) mit zwei Spuren (16, 17) und einem ersten An triebssystem (6, 8, 9, 10); eine zweite Fahrzeugeinheit (2) mit zwei Spuren (18, 19); ein Koppelelement, welches die beiden Fahrzeugeinheiten (1 , 2) mechanisch ver bindet und zwei Gelenke (4, 5) und eine Koppelstange (3) aufweist, wobei die Koppelstange (3) die beiden Gelenke (4, 5) in einem definierten Abstand mitei nander verbindet und das erste Gelenk (4) und das zweite Gelenk (5) jeweils we nigstens eine vertikale Drehachse aufweisen; wobei die Spuren der ersten Fahrzeugeinheit (1) und der zweiten Fahrzeugeinheit (2) Raupen, insbesondere Gleisketten oder Gummiketten, aufweisen, wobei ein erstes Gelenk (4) in Fahrzeuglängsrichtung außerhalb eines ersten Abschnitts, welcher durch den Raum zwischen den zwei Spuren (16, 17) der ersten Fahrzeu geinheit (1) definiert ist, oder in einem Drittel des ersten Abschnitts, welches sich zu einem Heck der ersten Fahrzeugeinheit (1) erstreckt, angeordnet ist, wobei ein zweites Gelenk (5) in Fahrzeuglängsrichtung außerhalb eines zweiten Abschnitts, welcher durch den Raum zwischen den zwei Spuren (18, 19) der zweiten Fahr zeugeinheit (2) definiert ist, oder in einem Drittel des zweiten Abschnitts, welches sich zu einem Bug der zweiten Fahrzeugeinheit (2) erstreckt, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebssystem (6, 8, 9, 10) für eine Radseitenlenkung der ersten Fahr zeugeinheit (1) eingerichtet ist, und eingerichtet ist, um die Spuren (16, 17) der ersten Fahrzeugeinheit (1) drehzahl unabhängig voneinander zu betreiben, wobei das Raupenfahrzeug Steuerungs mittel aufweist, welche eingerichtet sind, die Spuren (16, 17) der ersten Fahrzeug einheit (1) in Abhängigkeit einer Lenkanforderung drehzahlgeregelt zu betreiben.

2. Raupenfahrzeug nach Anspruch 1 , wobei die zweite Fahrzeugeinheit (2) ein zwei tes Antriebssystem (7, 11 , 12, 13) aufweist, welches die zweite Fahrzeugeinheit (2) unabhängig vom Antrieb der ersten Fahrzeugeinheit (1) durch das erste Antriebssystem (6, 8, 9, 10) antreibt und ebenfalls für eine Radseitenlenkung der zweiten Fahrzeugeinheit (2) eingerichtet ist.

3. Raupenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Gelenk (4) außerhalb der ersten Fahrzeugeinheit (1), insbesondere unmittelbar an der Außenseite der ersten Fahrzeugeinheit (1) angeordnet ist und/oder wobei das zweite Gelenke (5) außerhalb der zweiten Fahrzeugeinheit (2), insbesondere unmittelbar an der Au ßenseite der zweiten Fahrzeugeinheit (2) angeordnet ist.

4. Raupenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Gelenk (4) in etwa oder genau auf einer Mittelachse (20) der ersten Fahr zeugeinheit (1) angeordnet ist und das zweite Gelenk (5) in etwa oder genau auf einer Mittelachse der zweiten Fahrzeugeinheit (2) angeordnet ist.

5. Raupenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Antriebssystem (6, 8, 9, 10) und/oder das zweite Antriebssystem (7, 11 , 12, 13) jeweils elektrisch betrieben ist und von einer Primärenergiequelle, insbeson dere einem Verbrennungsmotor, einer Batterie oder einer Brennstoffzelle oder ei ner beliebigen Kombination dieser drei Primärenergiequellen, mit elektrischer Leistung versorgt werden.

6. Raupenfahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Primärenergiequelle in der ersten Fahrzeugeinheit (1) oder in der zweiten Fahrzeugeinheit (2) angeordnet ist und die jeweils andere Fahrzeugeinheit (1 ; 2) ebenfalls mit elektrischer Leistung ver sorgt.

7. Raupenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei das zweite Antriebssystem (7, 11 , 12, 13) eingerichtet ist, die Spuren (18, 19) der zweiten Fahrzeugeinheit (2) drehzahlunabhängig voneinander sowie drehzahlun abhängig von den Spuren (16, 17) der ersten Fahrzeugeinheit (1) zu betreiben, wobei das Raupenfahrzeug Steuerungsmittel aufweist, welche eingerichtet sind, die Spuren (18, 19) der zweiten Fahrzeugeinheit (2) in Abhängigkeit einer Lenkanforderung drehzahlgeregelt zu betreiben. 8. Raupenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Antriebssystem (6, 8, 9, 10) und/oder das zweite Antriebssystem (7, 11 , 12, 13) jeweils Antriebselemente (8,9,10,11 ,12,13) für die Gleisketten oder für Gum miketten, ein Transfergetriebe (6; 7) und zwei Antriebswellen aufweist, wobei eine erste Antriebswelle mit einem Antriebselement der einen Spur (17; 19) und einer ersten Elektromaschine (10; 13) drehmomentübertragend verbunden oder ver bindbar ist und eine zweite Antriebswelle mit einem Antriebselement der anderen Spur (16; 18) und einer zweiten Elektromaschine (8; 11) drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar ist, wobei beide Antriebswellen mit dem Transferge triebe (6,7) drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar sind, und wobei ein Element des Transfergetriebes (6,7) mit einer dritten Elektromaschine (9; 12) drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar ist.

9. Raupenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, welches Steuerungsmittel aufweist, eingerichtet, um Bremsleistung mechanisch von einer kurveninneren Spur der ersten Fahrzeugeinheit (1) wenigstens teilweise als rege nerative Antriebsleistung zu einer kurvenäußeren Spur der ersten Fahrzeugein heit (1) und/oder Bremsleistung von einer kurveninneren Spur der zweiten Fahr zeugeinheit (2) mechanisch wenigstens teilweise als regenerative Antriebsleis tung zu einer kurvenäußeren Spur der zweiten Fahrzeugeinheit (2) zu übertragen.

10. Raupenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei das erste Gelenk (4) und/oder das zweite Gelenk (5) drei Freiheitsgrade aufweist und um zwei orthogonale Achsen verschwenkbar ist und um seine Achse drehbar ist.

11. Verfahren (100) zum Betreiben (101) eines Raupenfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für eine Rechtskurve in Fahrtrichtung eine Dif ferenzdrehzahl zwischen der linken Spur (17) und der rechten Spur (16) der ers ten Fahrzeugeinheit (1 ) eingestellt wird (102-R), bei welcher die linke Spur (17) schneller läuft als die rechte Spur (16), wobei für eine Linkskurve in Fahrtrichtung eine Differenzdrehzahl zwischen der rechten Spur (16) und der linken Spur (17) der ersten Fahrzeugeinheit (1) eingestellt wird (102-L), bei welcher die linke Spur (17) langsamer läuft als die rechte Spur (16), und wobei für eine Geradeausfahrt beide Spuren wenigstens im Wesentlichen mit gleicher Drehzahl betrieben wer den (102-G).

12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei je nach Einsatzart entweder ausschließlich die erste Fahrzeugeinheit (1) angetrieben wird oder beide Fahrzeugeinheiten (1 ,

2) angetrieben werden.

13. Verfahren (100) nach Anspruch 11 oder 12, wobei für eine Kurvenfahrt eine Diffe renzdrehzahl zwischen der linken Spur (19) und der rechten Spur (18) in Fahrt richtung der zweiten Fahrzeugeinheit (2) auf Grundlage der Drehzahlen der Spu ren (16, 17) der ersten Fahrzeugeinheit (1 ) in der Weise erzeugt wird (103-R, 103-N), dass die zweite Fahrzeugeinheit (2) ein Lenkmanöver der ersten Fahr zeugeinheit (1) unterstützt und der ersten Fahrzeugeinheit (1) folgt, so dass ein Gegenlenken bzw. Ausscheren vermieden wird.

14. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei eine geforderte An triebsleistung zwischen der ersten Fahrzeugeinheit (1) und der zweiten Fahrzeug einheit (2) aufgeteilt wird.

15. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die zweite Fahrzeug einheit (2) im Leerlauf von der ersten Fahrzeugeinheit (1) gezogen wird (103-N) oder in der Weise betrieben wird, dass es für eine Rechtskurve in Fahrtrichtung eine Differenzdrehzahl zwischen der linken Spur (19) und der rechten Spur (18) der zweiten Fahrzeugeinheit (2) eingestellt wird (103-R), bei welcher die linke Spur (19) schneller läuft als die rechte Spur (18), und für eine Linkskurve in Fahrt richtung eine Differenzdrehzahl zwischen der rechten Spur (18) und der linken Spur (19) der zweiten Fahrzeugeinheit (2) eingestellt wird (103-L), bei welcher die linke Spur (19) langsamer läuft als die rechte Spur (18), und wobei für eine Gera deausfahrt beide Spuren wenigstens im Wesentlichen mit gleicher Drehzahl be trieben werden (103-G).

Description:
Elektrifiziertes Lenk- und Antriebssystem mit Radseitenlenkung

Die Erfindung betrifft ein Raupenfahrzeug mit einer ersten Fahrzeugeinheit mit zwei Spu ren und einem ersten Antriebssystem, eingerichtet für eine Radseitenlenkung der ersten Fahrzeugeinheit, mit einer zweiten Fahrzeugeinheit mit zwei Spuren und mit einem Kop pelelement, welches die beiden Fahrzeugeinheiten mechanisch verbindet, wobei die Spuren der ersten Fahrzeugeinheit und der zweiten Fahrzeugeinheit Raupen, insbeson dere Gleisketten oder Gummiketten, aufweisen.

Um größere Raupenfahrzeuge manövrierbarer zu gestalten oder eine höhere Modularität zu erschaffen, ist es im Stand der Technik bekannt, diese in zwei Fahrzeugeinheiten zu unterteilen. Hierbei wird eine in Fahrtrichtung vordere Fahrzeugeinheit und eine hintere Fahrzeugeinheit mit ähnlicher Kontur gelenkig verbunden.

In der vorderen Fahrzeugeinheit, in der allgemein ein Antrieb des Raupenfahrzeugs ein gebaut ist, sind Sitze für Fahrer und Beifahrer vorgesehen. Des Weiteren weist die vor dere Fahrzeugeinheit vorzugsweise weiteren Nutzraum auf, der für Transportaufgaben genutzt werden kann. In der hinteren Fahrzeugeinheit steht im Allgemeinen ebenfalls Nutzraum zur Verfügung.

Zum Antreiben solcher Raupenfahrzeuge wird im Allgemeinen die Motorleistung mittels eines Verteilergetriebes auf die vordere erste Fahrzeugeinheit und die hintere zweite Fahrzeugeinheit verteilt. In jeder Fahrzeugeinheit wird die Antriebsleistung symmetrisch auf beide Spuren übertragen, sodass eine Drehzahl der Raupe der jeweiligen Spuren im Wesentlichen identisch ist. Ein Differenzial kann vorhanden sein, wird aber häufig aus Kostengründen weggelassen.

Eine Lenkung solcher Raupenfahrzeuge erfolgt im Allgemeinen mittels Hydraulikzylin dern, die die hintere, zweite Fahrzeugeinheit gegen die vordere, erste Fahrzeugeinheit um ein Gelenk verschwenken. Eine solche Lenkung wird auch Knicklenkung genannt, ein Raupenfahrzeug mit einer derartigen Lenkung entsprechend ein Gelenkraupenfahr zeug. Die Antriebsleistung wird über eine Verbindungswelle, die durch das Gelenk geführt ist, von der vorderen, ersten Fahrzeugeinheit auf die hintere, zweite Fahrzeugeinheit über tragen.

Ein solches Gelenkraupenfahrzeug ist beispielsweise aus dem Dokument DE 102 00 901 44 01 A1 oder auch aus dem Dokument WO 2011/049509 A1 bekannt. Ein Vorteil derartiger Fahrzeuge ist die Kombination aus Manövrierbarkeit und Transport volumen. Durch die Aufteilung auf die zwei angetriebenen und miteinander verbundenen, relativ kleinen Fahrzeugeinheiten wird einerseits das Transportvolumen eines großen Kettenfahrzeugs mit der Manövrierbarkeit eines kleineren Kettenfahrzeugs verbunden. Kombiniert mit breiten Raupen und niedrigem Gewicht können damit Geländearten be fahren und Güter darüber transportiert werden, die sonst mit keinem anderen Fahrzeug befahren werden können.

US 4645023 A offenbart ein Gelenkraupenfahrzeug mit zwei Fahrzeugeinheiten und ei ner Koppeleinheit, die die beiden Fahrzeugeinheiten miteinander verbindet und mittels verschiedener Aktuatoren eine Drehbewegung einer Fahrzeugeinheit gegenüber der Koppeleinheit einstellen kann.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Raupenfahrzeug mit zwei Fahrzeug einheiten bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrver halten eines solchen Raupenfahrzeugs zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die vorteilhaf ten Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beansprucht.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Raupenfahrzeug, welches eine erste Fahrzeu geinheit mit zwei Spuren und einem ersten Antriebssystem, eingerichtet für eine Radsei tenlenkung der ersten Fahrzeugeinheit, und eine zweite Fahrzeugeinheit mit zwei Spu ren, aufweist, wobei ein Koppelelement die beiden Fahrzeugeinheiten mechanisch ver bindet und zwei Gelenke aufweist. Vorzugsweise weist das Koppelelement darüber hin aus eine Koppelstange auf, welche die beiden Gelenke miteinander verbindet.

Die Spuren der ersten Fahrzeugeinheit und der zweiten Fahrzeugeinheit weisen vor zugsweise Raupen, insbesondere Gleisketten oder Gummiketten, auf. Ein erstes Gelenk in Fahrzeuglängsrichtung ist vorzugsweise außerhalb eines ersten Ab schnitts, welcher durch den Raum zwischen den zwei Spuren der ersten Fahrzeugeinheit definiert ist, oder in einem Drittel des ersten Abschnitts, welches sich zu einem Heck der ersten Fahrzeugeinheit erstreckt, angeordnet und ein zweites Gelenk ist weiter vorzugs weise in Fahrzeuglängsrichtung außerhalb eines zweiten Abschnitts, welcher durch den Raum zwischen den zwei Spuren der zweiten Fahrzeugeinheit definiert ist, oder in einem Drittel des zweiten Abschnitts, welches sich zu einem Bug der zweiten Fahrzeugeinheit erstreckt, angeordnet. Vorzugsweise sind das erste Gelenk und das zweite Gelenk beab- standet und weisen jeweils wenigstens eine vertikale Drehachse auf.

Zur Verwirklichung einer Radseitenlenkung ist das erste Antriebssystem eingerichtet, um die Spuren der ersten Fahrzeugeinheit drehzahlunabhängig voneinander zu betreiben, wobei das Raupenfahrzeug Steuerungsmittel aufweist, welche eingerichtet sind, die Spu ren der ersten Fahrzeugeinheit in Abhängigkeit einer Lenkanforderung drehzahlgeregelt zu betreiben.

Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Raupenfahr zeugs, wobei für eine Rechtskurve in Fahrtrichtung eine Differenzdrehzahl zwischen der linken Spur und der rechten Spur der ersten Fahrzeugeinheit eingestellt wird, bei welcher die linke Spur schneller läuft als die rechte Spur, wobei für eine Linkskurve in Fahrtrich tung eine Differenzdrehzahl zwischen der rechten Spur und der linken Spur der ersten Fahrzeugeinheit eingestellt wird, bei welcher die linke Spur langsamer läuft als die rechte Spur, und wobei für eine Geradeausfahrt beide Spuren wenigstens im Wesentlichen mit gleicher Drehzahl betrieben werden. Hierbei wird von einer Fahrt in der Ebene mit glei chem Untergrund ausgegangen.

Eine Radseitenlenkung im Sinne der Erfindung lenkt, indem eine Spur mit einer anderen Geschwindigkeit angetrieben wird als die andere Spur. Ein Antriebssystem für eine Rad seitenlenkung treibt zur Kurvenfahrt daher die kurvenäußere Spur mit einer höheren Ge schwindigkeit an als die kurveninnere Spur und übernimmt damit neben der Antriebsauf gabe zusätzlich auch die Lenkfunktion des Fahrzeugs.

Die Erfindung beruht auf dem Ansatz, bei einem Raupenfahrzeug mit zwei Fahrzeugein heiten den beiden Fahrzeugeinheiten mehr Freiheitsgrade in der Bewegung zueinander einzuräumen. Hierfür ist erfindungsgemäß vorzugsweise ein Koppelelement vorgesehen, welches zwei Gelenke aufweist, welche beabstandet voneinander sind. Durch das Vorsehen der bei den beabstandeten Gelenke kann eine in Fahrtrichtung hintere Fahrzeugeinheit beim Folgen der vorderen Fahrzeugeinheit eine Trajektorie einschlagen, die weniger Knick punkte aufweist als bei einem Koppelelement mit nur einem einzigen Gelenk. Hierbei tre ten insbesondere weniger Querkräfte auf die erste Fahrzeugeinheit und die zweite Fahr zeugeinheit auf. Vorzugsweise weist eine Trajektorie, mit welcher die zweite Fahrzeugei nheit der ersten Fahrzeugeinheit folgt, gar keine Knickpunkte auf.

Durch die vorzugsweise Anordnung der Gelenke außerhalb des Raums, welcher zwi schen den zwei Spuren der jeweiligen Fahrzeugeinheit gebildet ist oder wenigstens in einem Drittel eines Abschnitts dieses Raums, welcher der jeweils anderen Fahrzeugein heit zugewandt ist, wird ein besseres Fahrverhalten der beiden Fahrzeugeinheiten er reicht. Das erfindungsgemäße Koppelelement wirkt durch die Stellung der beiden Ge lenke hierbei ähnlich wie eine Deichsel eines Anhängers. Hierdurch wird eine höhere Manövrierbarkeit als bei zweiteiligen Raupenfahrzeugen mit nur einem Gelenk erreicht.

Gegenüber einem Gelenkraupenfahrzeug mit Knicklenkung wird bei dem erfindungsge mäßen Raupenfahrzeug ein wesentlich stabileres Fahrverhalten beim Lenken erreicht, weil die beiden Fahrzeugeinheiten nicht aktiv zueinander geknickt werden. Darüber hin aus hängt das Fahrverhalten beim Lenken gegenüber einer solchen Knicklenkung nicht oder nur in geringem Maße von dem jeweils vorhandenen Untergrund bzw. dem Reibko effizienten der einzelnen Fahreinheiten zum Untergrund ab.

Gegenüber einem Raupenfahrzeug mit Knicklenkung kann das erfindungsgemäße Rau penfahrzeug darüber hinaus mit wesentlich höherer Geschwindigkeit betrieben werden. Ein Verschleiß der Raupen, insbesondere bei Gummiraupen, durch ein Seitwärts schwenken der Fahrzeugeinheiten, wie es beim Raupenfahrzeug mit Knicklenkung er zeugt wird, kann durch den höheren Freiheitsgrad der Bewegung der Fahrzeugeinheiten zueinander vermieden werden. Durch das Vorsehen einer Radseitenlenkung kann dar über hinaus der Wirkungsgrad des Antriebssystems bei Kurvenfahrten wesentlich ver bessert werden, da eine mechanische oder elektrische Regeneration möglich ist. Ein Lenkmoment für die beiden Fahrzeugeinheiten entsteht nicht durch ein aktives Abkni cken, sondern durch eine Drehzahldifferenz an den kurveninneren und kurvenäußeren Spuren. Hierdurch kann der Schlupf an der jeweiligen Spur im Vergleich zu Raupenfahr zeugen mit Knickgelenk klein gehalten werden.

Vorzugsweise weist das Koppelelement zwischen den zwei Gelenken eine starre Kop pelstange auf. Eine optimale Länge einer solchen Verbindungsstange bemisst sich dabei in Abhängigkeit einer Geometrie beider Fahrzeugeinheiten, insbesondere der Länge und der Spurweite. Starr bedeutet hierbei, dass die Koppelstange im Sinne der Mechanik nicht verformbar ist. Es ist für den Fachmann jedoch selbstverständlich, dass dies nur bis zu einer definierten Belastungsgrenze gilt und eine solche Stange dennoch eine gewisse Elastizität aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs weist die zweite Fahrzeugein heit ein zweites Antriebssystem auf, welches die zweite Fahrzeugeinheit unabhängig vom Antrieb der ersten Fahrzeugeinheit durch das erste Antriebssystem antreibt und ebenfalls für eine Radseitenlenkung der zweiten Fahrzeugeinheit eingerichtet ist. Durch das Vorsehen eines zweiten Antriebssystems in der zweiten Fahrzeugeinheit kann die Antriebsleistung auf beide Fahrzeugeinheiten verteilt werden. Darüber hinaus kann die zweite Fahrzeugeinheit tief mit der ersten Fahrzeugeinheit mitgelenkt werden und so zu einem besseren Fahrverhalten beim Lenken des Raupenfahrzeugs beitragen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs ist das erste Gelenk außerhalb der ersten Fahrzeugeinheit, insbesondere unmittelbar an der Außenseite der ersten Fahrzeugeinheit angeordnet und/oder das zweite Gelenk ist außerhalb der zwei ten Fahrzeugeinheit, insbesondere unmittelbar an der Außenseite der zweiten Fahrzeug einheit, angeordnet. Hierdurch können Beschränkungen des Aufbaus der Fahrzeugein heiten durch das Vorsehen von Schwenkraum für das Koppelelement vermieden wer den. Eine Stange des Koppelelements, welche die beiden Gelenke miteinander verbin det, kann sich dann im Wesentlichen in alle Raumrichtungen außerhalb der Fahrzeugei nheiten verschwenken.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs ist das erste Gelenk in etwa oder genau auf einer Mittelachse der ersten Fahrzeugeinheit angeordnet und das zweite Gelenk ist in etwa oder genau auf einer Mittelachse der zweiten Fahrzeugeinheit angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten mit einer symmetrischen Zugverteilung. Insbesondere entsteht an den Fahrzeugeinheiten kein Drehmoment um den Fahrzeugschwerpunkt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs ist das erste An triebssystem und/oder das zweite Antriebssystem jeweils elektrisch betrieben und von einer Primärenergiequelle, insbesondere einem Verbrennungsmotor, einer Batterie oder einer Brennstoffzelle oder einer beliebigen Kombination dieser drei Primärenergiequellen mit elektrischer Leistung versorgt. Hierdurch wird ein besonders flexibles Antriebssystem verwirklicht, welches für eine Radseitenlenkung besonders geeignet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs ist nur eine Primär energiequelle in der ersten Fahrzeugeinheit oder in der zweiten Fahrzeugeinheit ange ordnet und versorgt neben der eigenen auch die jeweils andere Fahrzeugeinheit mit elektrischer Leistung. Hierdurch wird ein besonders raumsparendes Konzept verwirklicht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Antriebssystem eingerichtet, um die Spuren der zweiten Fahrzeugeinheit drehzahlunabhängig voneinander sowie drehzahlunabhängig von den Spuren der ersten Fahrzeugeinheit zu betreiben, wobei das Raupenfahrzeug Steuerungsmittel aufweist, welche eingerichtet sind, die Spuren der zweiten Fahrzeugeinheit in Abhängigkeit einer Lenkanforderung drehzahlgeregelt zu be treiben. Hierdurch kann insbesondere eine Radseitenlenkung verwirklicht werden sowie eine Steuerunterstützung durch die zweite Fahrzeugeinheit beim Lenken.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs weist das erste An triebssystem und/oder das zweite Antriebssystem jeweils Antriebselemente für die Gleis ketten oder für Gummiketten, ein Transfergetriebe und zwei Antriebswellen auf, wobei eine erste Antriebswelle mit einem Antriebselement der einen Spur und einer ersten Elektromaschine der Momentübertragung verbunden oder verbindbar ist und eine zweite Antriebswelle mit einem Antriebselement der anderen Spur und einer zweiten Elektroma schine der Momentübertragung drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar ist, wobei beide Antriebswellen mit dem Transfergetriebe drehmomentübertragend verbun den oder verbindbar sind, und wobei ein Element des Transfergetriebes mit einer dritten Elektromaschine drehmomentübertragend verbunden oder verbindbar ist. Durch das Vorsehen eines Transfergetriebes kann eine Bremsleistung eines der kurveninneren Spur mechanisch rekuperiert werden, indem diese mechanisch an die kurvenäußere Spur übertragen wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs weist dieses Steue rungsmittel auf, welche eingerichtet sind, um Bremsleistung mechanisch von einer kur veninneren Spur wenigstens teilweise als regenerative Antriebsleistung zu einer kurven äußeren Spur der ersten Fahrzeugeinheit zwischen der Bremsleistung von einer kurven inneren Spur mechanisch wenigstens teilweise als regenerative Antriebsleistung zu einer kurvenäußeren Spur der zweiten Fahrzeugeinheit zu übertragen. Hierdurch kann ein be sonders energieeffizienter Antrieb realisiert werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs weist das erste Ge lenk und/oder das zweite Gelenk drei Freiheitsgrade auf und ist um zwei orthogonale Achsen verschwenkbar und um seine Achse drehbar. Hierdurch können sich die beiden Fahrzeugeinheiten in alle drei Raumrichtungen flexibel gegeneinander bewegen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird, je nach Einsatzart, entweder ausschließlich die erste Fahrzeugeinheit angetrieben oder beide Fahrzeugeinheiten an getrieben. Hierdurch kann die zweite Fahrzeugeinheit flexibel in einer Art Anhängermo dus betrieben werden. Dies ist besonders vorteilhaft in Bezug auf die Energieeffizienz des Raupenfahrzeugs.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird für eine Kurvenfahrt eine Differenzdrehzahl zwischen der linken Spur und der rechten Spur in Fahrtrichtung der zweiten Fahrzeugeinheit auf der Grundlage der Drehzahlen der Spuren der ersten Fahrzeugeinheit in der Weise erzeugt, dass die zweite Fahrzeugeinheit ein Lenkmanöver der ersten Fahrzeugeinheit unterstützt und der ersten Fahrzeugeinheit folgt, sodass ein Gegenlenken bzw. Ausscheren vermieden wird. Hierdurch wird ein besonders vorteilhaf tes Fahrverhalten beim Lenken des Raupenfahrzeugs ermöglicht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird eine geforderte An triebsleistung zwischen der ersten Fahrzeugeinheit und der zweiten Fahrzeugeinheit auf geteilt. Hierdurch kann eine besonders gute Traktion erreicht werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die zweite Fahrzeugei nheit im Leerlauf von der ersten Fahrzeugeinheit gezogen oder in der Weise betrieben, dass für eine Rechtskurve in Fahrtrichtung eine Differenzdrehzahl zwischen der linken Spur und der rechten Spur der zweiten Fahrzeugeinheit eingestellt wird, bei welcher die linke Spur schneller läuft als die rechte Spur, und für eine Linkskurve in Fahrtrichtung eine Differenzdrehzahl zwischen der rechten Spur und der linken Spur der zweiten Fahr zeugeinheit eingestellt wird, bei welcher die linke Spur langsamer läuft als die rechte Spur, und wobei für eine Geradeausfahrt - in der Ebene mit gleichem Untergrund - beide Spuren wenigstens im Wesentlichen mit gleicher Drehzahl betrieben werden. Hier durch folgt die zweite Fahrzeugeinheit der ersten Fahrzeugeinheit auf einer besonders vorteilhaften Trajektorie und unterstützt die erste Fahrzeugeinheit beim Lenken des Rau penfahrzeugs.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Raupenfahrzeugs mit zwei Fahrzeugeinhei ten, welche durch ein Koppelelement verbunden sind;

Figur 2 eine Draufsicht auf ein Raupenfahrzeug nach Fig. 1 in Schnittansicht;

Figur 3 eine Draufsicht auf eine der Fahrzeugeinheiten; und

Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb eines Raupenfahr zeugs.

Figur 1 zeigt ein Raupenfahrzeug mit einer ersten Fahrzeugeinheit 1 und einer zweiten Fahrzeugeinheit 2, deren beider Spuren 17, 19 Raupen, d.h. Gummiketten oder Metall ketten, aufweisen. Die beiden Fahrzeugeinheiten 1 , 2 sind durch ein Koppelelement 3, 4, 5 mechanisch verbunden.

Figur 2 zeigt ein Raupenfahrzeug nach Fig. 1 bei einer Kurvenfahrt, welch durch die vor dere Fahrzeugeinheit 1 eingeleitet wird.

Die erste vordere Fahrzeugeinheit 1 weist eine erste Spur 16, welche in Fahrtrichtung rechts angeordnet ist und eine zweite Spur 17, welche in Fahrtrichtung links angeordnet ist, auf. Entsprechend weist die zweite Fahrzeugeinheit 2 eine erste Spur 18, welche in Fahrtrichtung rechts angeordnet ist und eine zweite Spur 19, welche in Fahrtrichtung links angeordnet ist, auf. Die Spuren 16, 17, 18, 19 weisen als Antriebselemente vor zugsweise eine Gummikette oder eine Metallkette auf.

Beide Fahrzeugeinheiten 1 , 2 können unabhängig voneinander mittels einer Radseiten lenkung gelenkt werden. Diese wird verwirklicht, indem jeweils ein erster Elektromotor 8, 11 und ein zweiter Elektromotor 10, 13 die beiden Spuren der jeweilige Fahrzeugeinheit 1 , 2 unabhängig voneinander antreiben können. Vorzugweise weisen die beiden Fahr zeugeinheiten 1 , 2 jeweils ein Transfergetriebe 6, 7 auf. Weiter vorzugsweise kann auch nur die erste Fahrzeugeinheit 1 ein solches Transfergetriebe 6 aufweisen. Das oder die Transfergetriebe 6, 7 sind weiter vorzugsweise mit einer dritten Elektromaschine 9, 12 gekoppelt. Hierdurch kann ein Momentenfluss zwischen den beiden Spuren 16, 17; 18, 19 einer jeweiligen Fahrzeugeinheit 1 ; 2 verwirklicht werden. Insbesondere kann eine re generative Antriebsleistung mittels einer solchen Anordnung bei einer Kurvenfahrt von der kurveninneren Spur 16, 18 zu der kurvenäußeren Spur 17, 19 als Antriebsleistung übertragen werden. Des Weiteren kann eine ausgeglichenere Lastverteilung zwischen den Elektromaschinen jeweils einer Fahrzeugeinheit 1 ; 2 erreicht werden.

Vorzugsweise verfügt nur eine der beiden Fahrzeugeinheiten 1 ; 2 über eine Energie quelle und versorgt die zweite Fahrzeugeinheit 1 ; 2 mittels eines, insbesondere flexiblen, Kabels oder Rohrs mit Energie. Als Energiequelle kommt beispielsweise eine Brennstoff zelle, ein Generator, ein Druckluftspeicher und/oder eine Batterie oder eine Kombination dieser Energiequellen in Frage.

Die erste Fahrzeugeinheit 1 und die zweite Fahrzeugeinheit 2 sind vorzugsweise über ein Koppelelement, welches ein erstes Gelenk 4 und ein zweites Gelenk 5 aufweist, me chanisch verbunden. Das Koppelelement weist des Weiteren eine vorzugsweise starre Koppelstange 3 auf, welche sich zwischen den beiden Gelenken 4 und 5 erstreckt.

Das Vorsehen von zwei Gelenken 4, 5 bietet eine verbesserte Manövrierbarkeit, insbe sondere im Vergleich zum Stand der Technik mit einem Knicklenkungssteuerelement. Des Weiteren werden die typischen Nachteile einer artikulierten Lenkung von Kettenfahr zeugen, wie schlechter Wirkungsrad und hoher Kettenverschleiß, deutlich verbessert.

Die optimale Länge der Verbindungsstange ist dabei abhängig von der Geometrie beider Fahrzeugeinheiten 1 , 2, insbesondere von deren Länge und Spurweite. Vorzugsweise werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel alle vier Spuren 16,17,18,19 individuell geschwindigkeitsgeregelt. Darüber hinaus kann vorzugsweise das an jeder der vier Ketten anliegende Drehmoment eingestellt werden. Beim Lenkvor gang werden die Ketten demnach unterschiedlich schnell angetrieben. Das Lenkmoment für die jeweilige Fahrzeugeinheit entsteht also nicht durch aktives Abknicken wie bei ei nem Knicklenkungssteuerelement aus dem Stand der Technik, sondern durch die Dreh momentdifferenz an den kurveninneren und -äußeren Spuren.

Durch die individuell angepassten Drehzahlen während des Lenkens können die Quer kräfte sowie der Schlupf an der jeweiligen Kette im Vergleich zum Stand der Technik ver hältnismäßig gering gehalten, die Effizienz erhöht, der Kettenverschleiß reduziert und das Fahrverhalten verbessert werden.

Eine weitere Effizienzerhöhung und Verbesserung des Fahrverhaltens wird durch die Koppelstange 3 ermöglicht. Hierfür ist es besonders vorteilhaft, wenn die beiden Gelenke 4, 5 über drei Freiheitsgrade verfügt, damit die Koppelstange 3 gegenüber den Fahrzeu geinheiten 1 , 2 mehrdimensional geknickt und auch verdreht werden kann. Eine mögli che Ausführung für diese Gelenke sind z.B. drehbar angeordnete Kardangelenke.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Position der beiden Gelenke 4, 5 nicht in der Nähe des jeweiligen Schwerpunktes oder Spurmittelpunkts der jeweiligen Fahrzeugein heit 1 , 2 liegt. Hierdurch wird erreicht, dass bei der Kurvenfahrt ein ausreichendes Lenk moment zwischen den zwei Fahrzeugeinheiten 1 , 2 übertragen werden kann. Dies be wirkt eine weitgehend automatische Spurfolge der hinteren zweiten Fahrzeugeinheit 2 zur vorderen ersten Fahrzeugeinheit 1 , falls Fahrzeugeinheit 2 gezogen wird. Hierdurch kann das Lenkmoment für die hintere zweite Fahrzeugeinheit 2, welches vom dortigen Antrieb 22 aufgebracht werden muss, reduziert werden und die Komponenten können entsprechend kleiner dimensioniert werden. Bei einer Rückwärtsfahrt gilt dies entspre chend auch für den Antrieb 21 der dann hinteren ersten Fahrzeugeinheit 1 .

Auch ein Abschalten des Antriebs 22 der hinteren Fahrzeugeinheit 2, bzw. ein Nachzie hen dieser Fahrzeugeinheit bei der Kurvenfahrt ist möglich. Dies kann beispielsweise bei einer Straßenfahrt einen besonders effizienten Betrieb des Raupenfahrzeugs ermögli chen. Wie in Fig. 3 dargestellt, sitzen die Gelenke 4, 5 vorzugsweise jeweils außerhalb der Fahrzeugeinheiten 1 , 2. Durch eine solche Anordnung muss die Geometrie der Fahrzeu geinheiten 1 , 2, beispielsweise deren „Kabinenaufbau“, nicht angepasst werden und kann von bereits bestehenden Realisierungen von Raupenfahrzeigen übernommen wer den. Damit kann der ursprüngliche Einsatzzweck derartiger Fahrzeuge unverändert bei behalten werden, aber die systemimmanenten Schwachstellen der Ausführungen gemäß dem Stand der Technik werden gelöst. Des Weiteren sitzen die Gelenke 4, 5 vorzugs weise auf einer Mittelachse 20 der Fahrzeugeinheiten 1 , 2. Dies gewährleistet eine aus balancierte Kraftübertragung zwischen den beiden Fahrzeugeinheiten 1 , 2.

In Fig. 2 führt das Raupenfahrzeug ein Lenkmanöver aus. Dieses wird in der vorderen Fahrzeugeinheit 1 mittels einer Differenzgeschwindigkeit zwischen der rechten Spur 16 und der linken Spur 17 eingeleitet. Das Raupenfahrzeug verschwenkt dann um eine Hochachse, deren Position durch die Kombination aus Lenkwinkel und Fahrgeschwindig keit festgelegt wird. Der Gelenkpunkt 4 der ersten Fahrzeugeinheit 1 schwenkt dabei aus der idealen Kurvenbahn 14 aus. Je nachdem wie der Lenkwinkel variiert, beschreibt der Gelenkpunkt 4 der ersten Fahrzeugeinheit 1 eine Kurve 15, welche einem Polygon höhe rer Ordnung mit einem Singularitätspunkt entspricht (jener Punkt, an welchem die Kurve 15 von der idealen Kurvenbahn 14 abzuweichen beginnt). Wäre die Koppelstange 3 nicht vorhanden, müsste der durch das zweite Gelenk 5 gebildete Gelenkpunkt dem durch das erste Gelenk 4 gebildeten Gelenkpunkt und somit der Kurve 15 direkt folgen. Je nach Geometrie der hinteren zweiten Fahreinheit 2 kann dies zu stark variierenden Drehzahlanforderungen an dessen Spuren 18, 19 führen, die schwer zu regeln sind und einen erhöhten Kettenverschleiß verursachen. Auch ein unerwünschtes Gegenlenken der hinteren Fahrzeugeinheit 2 kann der Fall sein.

Durch die beiden Gelenke 4, 5 kann bei der Kurvenfahrt ein Lenkmoment zwischen den zwei Fahrzeugeinheiten 1 , 2 übertragen werden. Dadurch kann eine Spurfolge der hin teren Fahrzeugeinheit 2 erreicht werden. Die zwei Gelenke 4, 5, welche mit der Koppel stange 3 verbunden sind, bewirken nämlich, dass die Kurvenbahn des durch das zweite Gelenk 5 gebildeten Gelenkpunkts nicht der Kurve 15, sondern einer geglätteten Kurve folgt, die zwischen der idealen Kurvenbahn 14 und der Kurve 15 liegt. Dies führt zu we sentlich glatteren und einfacher zu regelnden Drehzahlanforderungen an die Spuren 18, 19 der zweiten Fahrzeugeinheit 2. Ein Gegenlenken, bzw. eine Seitwärtsverschiebung der hinteren Fahrzeugeinheit 2, wie es beispielsweise beim Stand der Technik der Fall ist, kann verhindert werden.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 100 zum Betrieb eines Raupen fahrzeugs mit zwei Fahrzeugeinheiten 1 , 2.

Hierbei sind beim Betrieb 101 des Raupenfahrzeugs zwei verschiede Fahrmodalitäten zu betrachten: a) Nur die vordere Fahrzeugeinheit 1 ist angetrieben b) Beide Fahrzeugeinheiten 1 , 2 sind angetrieben

Im ersten betrachteten Fall a) ist nur die vordere Fahrzeugeinheit 1 angetrieben. Die Ge triebeeinheit 7 der hinteren Fahrzeugeinheit 2 ist dabei von den hinteren Spuren 18,19 abgekoppelt. Ein derartiger Fahrmodus kann speziell dann zur Anwendung kommen, wenn auf befestigten Straßen oder auf Wegen gefahren wird und keine hohe Gelände gängigkeit erforderlich ist, aber dafür eine hohe Wirtschaftlichkeit gefordert ist.

In dieser Fahrmodalität ist der Antrieb 22 der zweiten Fahrzeugeinheit 2 sowohl bei einer Rechtskurve 102-R, bei einer Linkskurve 102-L als auch bei einer Geradeausfahrt 102-G im Leerlauf 103-N. Dies wird insbesondere über das Transfergetriebe 7 und/oder ver schiedene Kupplungen (nicht dargestellt) realisiert.

In der zweiten Fahrmodalität b) wird auch die hintere Fahrzeugeinheit 2 angetrieben. Dieser Fahrmodus kommt vor allem dann zur Anwendung, wenn hohe Geländegängig keit und/oder hohe Traktionsfähigkeit erforderlich sind. Hier kann die Antriebsleistung je nach Anforderung zwischen den zwei Fahrzeugeinheiten 1 , 2 aufgeteilt werden.

Wird in diesem Fall eine Rechtskurve gefahren, so wird in Fahrtrichtung eine Differenz drehzahl zwischen der linken Spur 19 und der rechten Spur 18 der zweiten Fahrzeugein heit 2 eingestellt 103-R, bei welcher die linke Spur 19 schneller läuft als die rechte Spur 18. Wird eine Linkskurve gefahren, so wird in Fahrtrichtung eine Differenzdrehzahl zwi schen der rechten Spur 18 und der linken Spur 19 der zweiten Fahrzeugeinheit 2 einge stellt 103-L, bei welcher die linke Spur 19 langsamer läuft als die rechte Spur 18. Für eine Geradeausfahrt werden beide Spuren wenigstens im Wesentlichen mit gleicher Drehzahl betrieben 103-G. Hierbei wird von einer Fahrt in der Ebene mit gleichem Unter grund ausgegangen.

Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Auf bau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vo rausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung mindestens eines Ausfüh rungsbeispiels gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden kön nen, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Bezuaszeichenliste erste Fahrzeugeinheit zweite Fahrzeugeinheit

Koppelstange erstes Gelenk zweites Gelenk , 7 Transfergetriebe , 9, 10 Elektromaschine 1 , 12, 13 Elektromaschine 4 Kurvenbahn 5 Kurve 6, 18 erste Spur 7, 19 zweite Spur 0 Mittelachse 1 , 22 Antrieb