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Die Erfindung betrifft eine Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Schwungradspeicher, der über ein Getriebe und eine Kupplungsanordnung wahlweise mit einer Antriebswelle, die mit einem nicht angetriebenen Rad verbunden ist, koppelbar ist.
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Aus der
WO 2007/138353 ist beispielsweise ein Hybridantrieb mit einem Schwungradspeicher bekannt, der über eine Anordnung mehrerer schaltbarer Kupplungen mit einer Getriebeeingangswelle eines kontinuierlich verstellbaren Getriebes verbunden ist.
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Aus der
WO 82/00270 ist ein weiteres Antriebsaggregat mit einem Schwungrad bekannt, das über mehrere Kupplungen wahlweise mit der Getriebeeingangswelle verbunden werden kann.
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Aus der
DE 25 15 048 ist eine Antriebsbaugruppe mit einem Schwungradspeicher bekannt, bei der der Schwungradspeicher hydraulisch mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist. Der Schwungradspeicher kann ein Drehmoment an die durch einen Verbrennungsmotor antreibbaren Rädern abgeben.
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Im Stand der Technik erfolgt die Drehmomentabgabe des Schwungradspeichers an die angetriebene Achse und damit an die angetriebenen Räder. Wird ein nicht angetriebenes Rad mit einem Schwungradspeicher versehen, so lassen sich mit den z. B. aus der
WO 2007/138353 und
WO 82/00270 bekannten Antriebskonfigurationen nur geringe Drehzahlen des Schwungradspeichers erzielen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug mit einem Schwungradspeicher bereitzustellen, bei dem der Schwungradspeicher höhere Drehzahlen erreichen kann. Eine weitere Aufgabe ist es, eine bessere Steuerbarkeit der Drehmomentabgabe des Schwungradspeichers zu erzielen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Schwungradspeicher, der über ein Getriebe und eine Kupplungsanordnung wahlweise mit einer Antriebswelle, die mit einem nicht angetriebenen Rad eines Fahrzeuges verbunden ist, koppelbar ist, wobei die Kupplungsanordnung eine hydrodynamische Kupplung umfasst.
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Unter einer hydrodynamischen Kupplung wird hier jede Form eines Drehmomentwandler, Strömungsgetriebe und dergleichen verstanden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kupplungsanordnung einen Drehmomentwandler umfasst, der weiter bevorzugt mit einer Reibungskupplung überbrückbar ist. Im Betrieb erfolgt die Aufladung des Schwungrades bei geschlossener Überbrückungskupplung, die Drehmomentabgabe des Schwungradspeichers an das Rad des Fahrzeuges erfolgt über den Drehmomentwandler bei geöffneter Überbrückungskupplung.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen der hydrodynamischen Kupplung und der Antriebswelle eine Reibungskupplung angeordnet ist. Mit dieser kann die Antriebswelle vollständig, also praktisch ohne jede Drehmomentübertragung, von der hydrodynamischen Kupplung getrennt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen dem Schwungradspeicher und der Kupplungsanordnung ein mehrstufiges Getriebe angeordnet ist. Das Getriebe ermöglicht eine hohe Übersetzung, sodass der Schwungradspeicher auf eine sehr hohe Drehzahl gebracht werden kann. Die Drehzahl liegt bei einer Stahlscheibe mit einem Durchmesser von 200 mm und einer Dicke von 100 mm (Masse bei Stahl etwa 24,5 Kg) in der Größenordnung von etwa 40000 1/min. Bei einer Scheibe aus Kohlefaserverbundwerkstoffen oder Kunststoff gleicher Abmessung und einer Masse von etwa 5 Kg liegt die Drehzahl des Schwungrades bei etwa 120000 1/min.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das mehrstufige Getriebe ein Schaltgetriebe ist. Dadurch kann sowohl beim Aufladen des Schwungrades als auch bei der Drehmomentabgabe an das Fahrzeugrad eine Drehzahlanpassung über einen weiten Drehzahlbereich des Schwungrades als auch des Fahrzeugrades erfolgen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das mehrstufige Getriebe ein mehrstufiges Planetengetriebe ist. Damit wird eine besonders kompakte Bauform erreicht. Die Planetensätze sind dabei vorzugsweise axial hintereinander angeordnet.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen dem Getriebe und der Antriebswelle bzw. dem Getriebe und der hydrodynamischen Kupplung eine schaltbare Kupplung angeordnet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Getriebe elektrisch oder elektrohydraulisch schaltbar ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schwungradspeicher mittels einer Bremsvorrichtung bremsbar ist. Dadurch kann der Schwungradspeicher bei Bedarf gebremst und so entladen werden.
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Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Schwungradspeicher, der über ein Getriebe und eine Kupplungsanordnung wahlweise mit einer Antriebswelle koppelbar ist, wobei das Getriebe ein kontinuierlich verstellbares Umschlingungsgetriebe umfasst. Ein kontinuierlich verstellbares Umschlingungsgetriebe (kurz Verstellgetriebe) wird meist als CVT (Continuously Variable Transmission) bezeichnet. Durch das Verstellgetriebe kann eine Anpassung der Drehzahl des Schwungradspeichers an die Wellendrehzahl über einen weiten Drehzahlbereich bewirkt werden. Die Antriebswelle kann mit einer Radachse verbunden sein, kann aber auch z. B. eine Getriebeausgangswelle im Antriebsstrang eines Fahrzeuges sein.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen dem Schwungradspeicher und dem kontinuierlich verstellbaren Umschlingungsgetriebe sowie zwischen dem kontinuierlich verstellbaren Umschlingungsgetriebe und der Antriebswelle jeweils ein Planetengetriebe angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die das Umschlingungsgetriebe jeweils mit den Sonnen- oder Planetenrädern der Planetengetriebe verbunden ist und die Hohlräder der Planetengetriebe mittels Kupplungen gehäusefest festlegbar oder frei drehbar geschaltet werden können.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Antriebswelle mit einem elektrischen Antrieb kuppelbar ist. Die Energie des Schwungrades bzw. die eines Antriebsstranges bzw. eines einzelnen Rades des Fahrzeuges kann so wahlweise auch in elektrische Energie gewandelt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schwungradspeicher, das Getriebe und die Kupplungsanordnung eine Baugruppe bilden. Die Baugruppe ist als Modul vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und wird an einem nicht angetriebenen Rad eines Fahrzeugs angeordnet.
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Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zwischen einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und einer Antriebswelle eines Getriebes, umfassend ein stufenlos in der Übersetzung veränderbares Getriebe, wobei der Antriebsstrang einen Schwungradspeicher umfasst, der mittels eines hydrodynamisch Koppelelementes mit dem stufenlos in der Übersetzung veränderbaren Getriebe verbunden ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schwungradspeicher ein koaxial zu einer Getriebeeingangswelle angeordnetes Schwungrad umfasst.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das hydrodynamische Koppelelement zwischen einem abtriebsseitigen Scheibenpaar eines Umschlingungsgetriebes und dem Schwungrad angeordnet ist.
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Die Erfindung wird anhand der 1 bis 11 näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe;
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2 ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem abgewandelten Getriebe;
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe;
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4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwungradspeichers;
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe;
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe;
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7 das Ausführungsbeispiel gemäß 6 mit einer zusätzlichen schaltbaren Kupplung;
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8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe;
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9 das Ausführungsbeispiel der 8 mit einem Drehmomentwandler;
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10 ein Ausführungsbeispiel eines stufenlosen Getriebes mit integriertem Schwungradspeicher;
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11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines stufenlosen Getriebes mit integriertem Schwungradspeicher.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug. Dargestellt in 1 ist schematisch ein nicht angetriebenes Rad 1, welches zusammen mit einer Bremsscheibe 2 an einer Achse 3 angeordnet ist. Nicht angetrieben bedeutet, dass ein Verbrennungsmotor über ein Getriebe und ggf. ein Differential kein Drehmoment an dieses Rad abgibt. Es kann sich also beispielsweise bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb um ein Rad der Hinterachse handeln. Eine Gelenkwelle 4 verbindet die Achse 3 mit einer Antriebswelle 5. Die Antriebswelle 5 ist verbunden mit der Turbinenseite eines regelbaren Drehmomentwandlers 6. Der regelbare Drehmomentwandler 6 ist schematisch dargestellt und umfasst eine Pumpenseite, diese ist mit dem Buchstaben P in 1 gekennzeichnet, eine Turbinenseite, Buchstabe T in Figur, und einen hydraulischen Regelanschluss, dieser ist in 1 mit dem Bezugszeichen R gekennzeichnet.
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Die Pumpenseite P des Drehmomentwandlers 6 ist mit einer Eingangswelle 7 einer ersten Getriebestufe 8 verbunden. Ein Zahnrad 9 der ersten Getriebestufe 8 kämmt mit einem Zahnrad 10, welches auf einer gemeinsamen Welle 11 mit einem Zahnrad 12 ist. Dieses wiederum ist im Eingriff mit einem Zahnrad 13, welches mit einer schaltbaren Lamellenkupplung 14 mit einem Zahnrad 15 kuppelbar ist. Mittels einer weiteren Lamellenkupplung 16 kann direkt die Eingangswelle 7 mit dem Zahnrad 15 gekuppelt werden. Durch wechselweises Öffnen bzw. Schließen der Lamellenkupplungen 14 und 16 kann also entweder direkt die Eingangswelle 7 mit dem Zahnrad 15 verbunden werden oder mittelbar zunächst der Getriebezweig 9, 10, 11, 12, 13 mit dem Zahnrad 15 verbunden werden. Das Zahnrad 15 kämmt mit einem Zahnrad 16, welches mittels einer Welle 17 mit einem Zahnrad 18 verbunden ist. Dieses kämmt mit einem Zahnrad 19, welches Eingang einer zweiten Getriebestufe 20 ist. Die zweite Getriebestufe 20 umfasst neben dem Zahnrad 19 als Eingang ein Zahnrad 21, das mit einem Zahnrad 22 in Eingriff ist, welches auf einer gemeinsamen Welle 23 mit einem Zahnrad 24 ist, das wiederum mit einem Zahnrad 25 in Eingriff ist, das mit einem Schwungrad 26 verbunden ist. Das Schwungrad 26 dient als Schwungradspeicher. Wird ein Drehmoment an das Schwungrad 26 gelegt, so wird dieses auf eine Drehzahl n beschleunigt und speichert dabei Energie, die dann als Drehmoment abgegeben werden kann.
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Das Zahnrad 21 kann mit dem Zahnrad 19 mittels einer Lamellenkupplung 27 verbunden werden, entsprechend kann das Zahnrad 25 mit einer Lamellenkupplung 28 mit dem Zahnrad 19 verbunden werden. Durch wechselweises Schalten der Lamellenkupplungen 27, 28 kann also entweder das Zahnrad 19 direkt mit der Schwungscheibe 26 verbunden werden oder über die Getriebestufe 21, 22, 23, 24, 25 mit dem Zahnrad 19 verbunden werden. Insgesamt bilden die Getriebestufen 8, 20 ein Schaltgetriebe mit vier Gängen. Diese können durch die elektrisch oder elektrohydraulisch schaltbaren Lamellenkupplungen 14, 16, 27 und 28 geschaltet werden. Die Antriebswelle 5 und die Eingangswelle 7 der ersten Getriebestufe können über eine Kupplung 29 miteinander verbunden werden, sodass der Drehmomentwandler 6 mittels der Kupplung 29 überbrückt werden kann. Der Antrieb des Rades 1 durch das Schwungrad 26 erfolgt dabei bei geöffneter Kupplung 29 über den regelbaren Drehmomentwandler 6, umgekehrt erfolgt das Aufladen des Schwungrades 26 durch das Rad 1 bei geschlossener Kupplung 29.
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2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem abgewandelten Getriebe. Der Drehmomentwandler 6 ist hier über mehrere Planetengetriebestufen mit dem Schwungrad 26 verbunden. Es sind dies eine erste Planetenstufe 30 und eine zweite Planetenstufe 31, die wiederum selbst aus drei Planetengetrieben 32, 33 und 34 besteht. Ein Hohlrad 124 der ersten Planetenstufe ist mittels einer Kupplung 125 wahlweise frei drehend oder gehäusefest schaltbar, sodass die Kupplung 125 als Freilaufkupplung für den Schwungradspeicher 26 dient. Mit einer Kupplung 128 können die Planetenräder 129 mit dem Sonnenrad 130 verbunden werden, sodass zwei Gänge schaltbar sind.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe. Bei dieser ist ein elektrischer Antrieb 35 mittels einer Kupplung 36 wahlweise mit der Antriebswelle 5 verbindbar. Mittels einer weiteren Kupplung 37 kann die Antriebswelle 5 mit der turbinenseitigen Antriebswelle 38 des Drehmomentwandlers 6 verbunden werden. Die weitere Ausführung des Ausführungsbeispiels der 3 entspricht dem der 2, daher wird hier darauf nicht näher eingegangen.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwungradspeichers. Statt eines hydrodynamischen Antriebs ist hier ein stufenlos veränderbares Umschlingungsgetriebe (CVT, Continuously Variable Transmission) zwischen zwei Getriebeteilsätzen angeordnet. Das stufenlos veränderliche Getriebe 39 umfasst einen ersten Scheibensatz 40, der auf einer Welle 41 angeordnet ist und einen zweiten Scheibensatz 42, der auf einer Welle 43 angeordnet ist. Die Welle 41 ist über eine Getriebestufe umfassend ein Zahnrad 44 und ein Zahnrad 45 mit einem Planetensatz verbunden, der ein Sonnenrad 46, Planetenräder 47 und ein Hohlrad 48 umfasst. Das Hohlrad 48 kann mit einer Kupplung 49 festgelegt werden. Mit einer Kupplung 50 kann das Zahnrad 45 wahlweise mit den Planetenrädern 47 oder dem Sonnenrad 46 verbunden werden. Die Welle 43 ist mit einem im Prinzip baugleichen Getriebe wie zuvor beschrieben mit dem Schwungrad 26 verbunden. Da dieses Getriebe im Prinzip baugleich zu dem zuvor beschriebenen Getriebe ist, wird dieses nicht näher beschrieben. Gleiche Teile der beiden Planetengetriebe sind gleich bezeichnet, des Weiteren sind gleiche Teile wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen gleich bezeichnet.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe. Bei dieser ist eine Antriebswelle 51 mittels einer Reibungskupplung 52 mit einem Variator 53 verbunden. Der Variator 53 kann wie zuvor dargestellt ein stufenlos veränderliches Umschlingungsgetriebe oder ein hydrostatisches Getriebe sein. Ein Eingang 54 ist über ein Zahnradpaar 55 mit dem Planetensatz 56 des ersten Planetengetriebes 57 verbunden. Der Planetensatz 56 wird direkt von der Reibungskupplung 52 angetrieben. Das Planetengetriebe umfasst des Weiteren ein Sonnenrad 58 und ein Hohlrad 59, welches über ein Zahnradpaar 60 mit einem Ausgang 126 des Variators 53 verbunden ist. Das Sonnenrad 58 ist mit einem Planetensatz 62 eines zweiten Planetengetriebes 63 verbunden, dessen Hohlrad 64 gehäusefest ist, und dessen Sonnenrad 65 mit dem Planetensatz 66 eines dritten Planetengetriebes 67 verbunden ist. Ein Hohlrad 68 des dritten Planetengetriebes 67 ist mit dem Planetensatz 62 des zweiten Planetengetriebes 63 verbunden. Ein Sonnenrad 69 des dritten Planetengetriebes 67 ist über eine Kupplung 70 mit dem Schwungrad 26 verbunden. Gestrichelt dargestellt in 5 ist ein optionaler elektrischer Antrieb 127, der fest oder kuppelbar mit dem Schwungrad 26 verbunden ist.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe. Bei dieser ist das Schwungrad 26 mit einem Sonnenrad 72 eines Planetengetriebes 73 verbunden. Ein Hohlrad 74 ist mit einem Scheibenpaar 75 eines kontinuierlich verstellbaren Umschlingungsgetriebes 76 (CVT, Continuously Variable Transmission) verbunden. Planetenräder 77 sind über eine Antriebswelle 78 mit der Gelenkwelle 4, die über die Achse 3 mit dem Rad 1 verbunden ist, verbunden. Ein zweites Scheibenpaar 79 des kontinuierlich verstellbaren Getriebes 76 ist mit einer Achse 80 mit einem ersten Zahnradpaar 81 und einem zweiten Zahnradpaar 82 verbunden. Das erste Zahnradpaar 81 ist über eine schaltbare Kupplung 83 mit der Antriebswelle 78 verbindbar, das zweite Zahnradpaar 82 ist über eine Schaltkupplung 84 mit der Antriebswelle 78 verbindbar.
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Sind beide Kupplungen 83, 84 geöffnet, so kann das Schwungrad 26 frei gegenüber dem Rad 1 drehen. Wird eine der beiden Kupplungen 83, 84 geschlossen, werden die Planetenräder 77 mit einer Gesamtübersetzung, die durch das jeweilige Zahnradpaar 81 bzw. 82 und das kontinuierlich verstellbare Getriebe 76 bestimmt wird, relativ zur Drehzahl des Sonnenrades 76 angetrieben. Auf diese Weise lässt sich ein sehr großer Verstellbereich der Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle 78 und der Schwungmasse 26 erzielen.
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7 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem der 6 mit einer zusätzlichen schaltbaren Kupplung 85 zwischen den Planetenrädern 77 und der Achse der Schwungmasse 26. Durch Schließen der Kupplung 85 wird die Antriebswelle 78 und damit das Rad 1 direkt mit der Schwungmasse 26 verbunden. In diesem Fall müssen selbstverständlich die beiden Kupplungen 83 und 84 geöffnet sein.
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe. Die Antriebswelle 86 wird zum einen direkt mit den Planetenrädern 87 des ersten Planetengetriebes 88 verbunden. Zum anderen ist die Antriebswelle 86 über ein kontinuierlich in seiner Übersetzung verstellbares Getriebe 89 mit einem Hohlrad 90 des Planetengetriebes 88 verbunden. Durch Verändern der Übersetzung des Verstellgetriebes 89 kann die Drehzahl des Sonnenrades 91 in einem weiten Bereich variiert werden. Über eine Reibungskupplung 92, die zudem eine hydraulische Kupplung umfasst, sowie zwei weitere Planetengetriebestufen 93 und 94 und eine weitere Kupplung 95 ist das Schwungrad 26 weiter angeschlossen. Das erste Planetengetriebe 88 kann statt mittels eines kontinuierlich verstellbaren Umschlingungsgetriebes wie in 8 auch über ein kontinuierlich verstellbares Reibring-, Kegelring oder Toroidgetriebe angetrieben werden, dies ist schematisch in 9 dargestellt. Eine Seite des Antriebes ist dabei mit der Antriebsachse 86 verbunden, die andere Seite mit dem Hohlrad 90. Das kontinuierlich verstellbare Getriebe hat in 9 das Bezugszeichen 96.
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Der Schwungradspeicher in den zuvor dargestellten Ausführungsbeispielen wird über ein geeignetes mehrstufiges Planeten- oder Stirnradgetriebe wahlweise in Kombination mit einem CVT (trocken oder nass) auf Drehzahl gebracht. Der Schwungradspeicher wird direkt an die Raddrehzahl oder die Drehzahl des Differentials angekoppelt. Durch eine entsprechende Wahl der Übersetzung kann je nach Geschwindigkeit die maximal mögliche Drehzahl des Speichers erreicht werden. Der Speicher kann wahlweise mit einem Drehmomentwandler oder einer hydraulischen Kupplung an das Rad angekoppelt werden und seine Energie wieder an das Rad abgeben. In Verbindung mit einem Variator kann eine trockene oder nasse Kupplung zur Ankupplung verwendet werden. Alternativ kann die im Schwungrad gespeicherte Energie auch an einen Generator abgegeben werden und in elektrische Energie umgewandelt werden. Die Anpassung der Drehzahl von Schwungrad und Rad erfolgt über den Wandler in Kombination mit dem Getriebe, alternativ über Gangstufen in Verbindung mit dem Variator.
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Der Speicher wird über ein Getriebe direkt vom Rad der nicht angetriebenen Achse oder wahlweise vom Differential angetrieben. Mit einem geeigneten mehrstufigen Getriebe in Planten- oder Stirnradbauweise wird die gewünschte hohe Drehzahl, abhängig von der Wahl des Schwungrades aus Stahl oder Kunststoff, erreicht. Die Ankopplung des Schwungrades zur Aufladung erfolgt dabei über eine Lamellenkupplung. Ist der Speicher geladen, so erfolgt die Abgabe der gespeicherten Energie über den Drehmomentwandler, die hydrodynamische Kupplung oder eine konventionelle Reibungskupplung direkt an das Rad. Je nach Differenzgeschwindigkeit stellt sich ein Drehmoment am Rad ein, das abtriebsseitig entsprechend reduziert werden kann. Die Übersetzung des Getriebes kann in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit gewählt werden. Das stufenlose Getriebe (CVT) erlaubt in Verbindung mit verschiedenen Gangstufen einer Anpassung an die Raddrehzahl.
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Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen können beispielsweise als Modul direkt einem Rad zugeordnet sein. Der hydrostatische Antrieb des Schwungradspeichers ermöglicht eine kompakte und leichte Bauweise des Systems. Die gesamte Antriebsbaugruppe ist dabei als ein Modul gestaltet, das mittels der Gelenkwelle 4 mit der Achse 3 des Rades verbunden wird. Die Pumpe-Motoreinheit des Drehmomentwandlers 6 im Ausführungsbeispiel der 1 und das Schwungrad 26 sind dabei in einer Einheit integriert. Ergänzend ist ein Ölbehälter vorgesehen. Dabei ist es möglich, beide Räder einer Achse mit einer Pumpe/Motoreinheit zu versehen und über eine zentrale Einheit das Schwungrad anzutreiben. Alternativ können zwei kleinere Schwungradeinheiten angetrieben werden.
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10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines stufenlosen Getriebes 101 mit integriertem Schwungradspeicher. Schematisch dargestellt ist ein Verbrennungsmotor 102, der über eine Reibungskupplung 103 mit dem Getriebe 101 verbunden ist. Die Drehmomentabgabe des Getriebes 101, zum Beispiel an ein Differential oder dergleichen, erfolgt an einer Abtriebswelle 104. Das Schwungrad 105 ist hier koaxial auf einer Getriebeeingangswelle 106 angeordnet. Die Getriebeeingangswelle 106 treibt über ein Zahnradpaar 107 ein kontinuierlich verstellbares Umschlingungsgetriebe 108 an. Das Umschlingungsgetriebe 108 umfasst ein antriebsseitiges Scheibenpaar 109 und ein abtriebsseitiges Scheibenpaar 110, die über ein Umschlingungsmittel, beispielsweise eine Wiegegelenk-Laschenkette oder dergleichen, miteinander verbunden sind. Durch axiale Verstellung der Scheibenpaare kann die Übersetzung des Um schlingungsgetriebes stufenlos zwischen einer Minimal- und einer Maximalübersetzung variiert werden. Das abtriebsseitige Scheibenpaar 110 ist über ein zweigängiges Schaltgetriebe (Vorwärts- und Rückwärtsgang) 111, das hier als Klauenschaltung dargestellt ist, mit einer Abtriebswelle 104 verbunden. Über ein Zahnradpaar 112 ist eine Seite eines hydrodynamischen Antriebes 113 mit dem abtriebsseitigen Scheibenpaar 110 verbunden. Die andere Seite des hydrodynamischen Antriebes 113 ist über ein Zahnradpaar 114 mit dem Schwungrad 105 verbunden.
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11 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen stufenlosen Getriebes in einer sogenannten ”geared neutral” Ausführung. Das CVT ist dabei ständig mit der Kurbelwelle gekopplet, eine Kupplung ist erst in nachfolgenden Getriebestufen angeordnet. Der Abtrieb ist hier ein Hohlrad 115 eines Planetengetriebes 116. Planetenräder 117 des Planetengetriebes 116 sind über eine hydraulische oder mechanische Schaltkupplung 118 und weitere Übertragungszahnräder, die hier nicht bezeichnet sind, mit der Getriebeeingangswelle 119 verbindbar. Ein Sonnenrad 120 ist über ein kontinuierlich verstellbares Verstellgetriebe 121 mit der Getriebeeingangswelle 119 verbunden. Mit dem Sonnenrad 120 ist über weitere Getriebestufen eine Seite eines hydrodynamischen Antriebes 122 verbunden, dessen Ausgangsseite 123 mit dem Schwungrad 105 verbunden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rad
- 2
- Bremsscheibe
- 3
- Achse
- 4
- Gelenkwelle
- 5
- Antriebswelle
- 6
- Drehmomentwandler
- 7
- Eingangswelle erste Getriebestufe
- 8
- erste Getriebestufe
- 9
- Zahnrad
- 10
- Zahnrad
- 11
- Welle
- 12
- Zahnrad
- 13
- Zahnrad
- 14
- Lamellenkupplung
- 15
- Zahnrad
- 16
- Lamellenkupplung
- 17
- Welle
- 18
- Zahnrad
- 19
- Zahnrad
- 20
- zweite Getriebestufe
- 21
- Zahnrad
- 22
- Zahnrad
- 23
- Welle
- 24
- Zahnrad
- 25
- Zahnrad
- 26
- Schwungrad
- 27
- Kupplung
- 28
- Kupplung
- 29
- Kupplung
- 30
- erste Planetenstufe
- 31
- zweite Planetenstufe
- 32
- Planetengetriebe
- 33
- Planetengetriebe
- 34
- Planetengetriebe
- 35
- elektrischer Antrieb
- 36
- Kupplung
- 37
- Kupplung
- 38
- Antriebswelle
- 39
- stufenlos veränderliches Getriebe
- 40
- erster Scheibensatz
- 41
- Welle
- 42
- zweiter Scheibensatz
- 43
- Zahnrad
- 44
- Zahnrad
- 45
- Zahnrad
- 46
- Sonnenrad
- 47
- Planetenräder
- 48
- Hohlrad
- 49
- Kupplung
- 50
- Kupplung
- 51
- Antriebswelle
- 52
- Reibungskupplung
- 53
- Variator
- 54
- Eingang
- 55
- Zahnradpaar
- 56
- Planetensatz
- 57
- erstes Planetengetriebe
- 58
- Sonnenrad
- 59
- Hohlrad
- 60
- Zahnradpaar
- 61
- zweiter Ausgang
- 62
- Planetensatz
- 63
- zweites Planetengetriebe
- 64
- Hohlrad
- 65
- Sonnenrad
- 66
- Planetensatz
- 67
- drittes Planetengetriebe
- 68
- Hohlrad
- 69
- Sonnenrad
- 70
- Kupplung
- 71
- elektrischer Antrieb
- 72
- Sonnenrad
- 73
- Planetengetriebe
- 74
- Hohlrad
- 75
- Scheibenpaar
- 76
- Getriebe
- 77
- Planetenräder
- 78
- Antriebswelle
- 79
- zweites Scheibenpaar
- 80
- Achse
- 81
- Zahnradpaar
- 82
- Zahnradpaar
- 83
- Kupplung
- 84
- Kupplung
- 85
- Kupplung
- 86
- Antriebswelle
- 87
- Planetenräder
- 88
- Planetengetriebe
- 89
- verstellbares Getriebe
- 90
- Hohlrad
- 91
- Sonnenrad
- 92
- Reibungskupplung
- 93
- weitere Planetengetriebestufe
- 94
- weitere Planetengetriebestufe
- 95
- Kupplung
- 96
- kontinuierlich verstellbares Getriebe
- 101
- Stufenloses Getriebe
- 102
- Verbrennungsmotor
- 103
- Reibungskupplung
- 104
- Abtriebswelle
- 105
- Schwungrad
- 106
- Getriebeeingangswelle
- 107
- Zahnradpaar
- 108
- Umschlingungsgetriebe
- 109
- Scheibenpaar
- 110
- Scheibenpaar
- 111
- Schaltgetriebe
- 112
- Zahnradpaar
- 113
- hydrodynamischer Antrieb
- 114
- Zahnradpaar
- 115
- Hohlrad
- 116
- Planetengetriebe
- 117
- Planetenräder
- 118
- Schaltkupplung
- 119
- Getriebeeingangswelle
- 120
- Sonnenrad
- 121
- Verstellgetriebe
- 122
- hydrodynamischer Antrieb
- 123
- Ausgangsseite
- 124
- Hohlrad
- 125
- Kupplung
- 126
- Ausgang
- 127
- elektrischer Antrieb
- 128
- Kupplung
- 129
- Planetenräder
- 130
- Sonnenrad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/138353 [0002, 0005]
- WO 82/00270 [0003, 0005]
- DE 2515048 [0004]
