DE102018004268A1 - Stepless drive - Google Patents

Abstract

Der stufenlose Antrieb besteht aus zwei Motoren, einer von ihnen ist, z.B. mit dem Sonnenrad, und der andere mit dem Hohlrad eines Planetengetriebes verbunden. Der Planetenträger ist in diesem Fall mit der Ausgangswelle verbunden.The continuously variable drive consists of two motors, one of them is, e.g. connected to the sun gear, and the other with the ring gear of a planetary gear. The planet carrier is in this case connected to the output shaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen stufenlosen Antrieb, z. B., eines Fahzeugs.The invention relates to a continuously variable drive, for. B., a vehicle.

Ein stufenloser Antrieb enthält üblicherweise ein Getriebe ohne Zahnräder, weil man meint, dass die Verwendung von Zahnrädern in einem stufenlosen Antrieb unmöglich ist. Deshalb können solche Antriebe nur verhältnismäßig kleine Drehmomente übertragen.A continuously variable transmission usually includes a gearbox without gears because it is believed that the use of gears in a continuously variable drive is impossible. Therefore, such drives can transmit only relatively small torques.

Die Aufgabe der Erfindung war ein stufenloser Antrieb mit Verwendung von Zahnrädern, dessen Kraftübertragung praktisch unbegrenzt ist.The object of the invention was a continuously variable drive with the use of gears whose power transmission is virtually unlimited.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Antrieb anstelle eines Motors gleichzeitig zwei verwendet werden. Diese beide Motoren werden mit der Ausgangswelle mittels eines Planetengetriebes verbunden. Dies erlaubt die Verwendung eines Planetengetriebes mit oder ohne Zahnrädern. Mit Hilfe des eines Motors wird, z.B., das Sonnenrad und mit Hilfe des anderen das Hohlrad in Drehbewegung versetzt. Die Ausgangswelle wird in diesem Fall mit dem Planetenträger verbunden. Bei einem bestimmten Verhältnis zwischen den Drehzahlen des Sonnenrads und des Hohlrads kann der Planetenträger unbeweglich bleiben. Wenn dieses Verhältnis geändert, z.B., größer wird, kommt der Planetenträger in Drehbewegung in eine Richtung, wenn das Verhältnis kleiner wird, dann kommt der Planetenträger in Drehbewegung in die andere Richtung. Weil dieses Verhältnis stufenlos geändert werden kann, bekommen wir damit einen stufenlosen Antrieb.The stated object is achieved by the fact that two motors are used simultaneously in the drive instead of one motor. These two motors are connected to the output shaft by means of a planetary gear. This allows the use of a planetary gear with or without gears. With the help of one motor, for example, the sun gear and with the help of the other the ring gear is set in rotary motion. The output shaft is connected in this case with the planet carrier. At a certain ratio between the speeds of the sun gear and the ring gear, the planet carrier can remain immovable. As this ratio changes, e.g., becomes larger, the planetary carrier rotates in one direction as the ratio becomes smaller, then the planet carrier rotates in the other direction. Because this ratio can be changed continuously, we get a continuously variable drive.

Beschreibung der Zeichnungen:

• 1 zeigt schematisch das Planetengetriebe in der Lage, in der der Planetenträger nach links gedreht wird. Einer der Motoren treibt das Sonnenrad an, der andere - das Hohlrad. Die lineare Geschwindigkeit, die auf das Planetenrad seitens des Sonnenrads übertragen wird, ist größer, als die des seitens des Hohlrads. Deshalb wird der Planetenträger in die selbe Richtung gedreht, wie das Sonnenrad.
• 2 zeigt das Planetengetriebe in der Lage, in der der Planetenträger nach rechts gedreht wird. Das Sonnenrad dreht sich hier langsamer, und das Hohlrad viel schneller im Vergleich mit 1. Deshalb wird der Planetenträger in die andere Richtung gedreht.

Description of the drawings:

• 1 schematically shows the planetary gear in the position in which the planet carrier is rotated to the left. One of the engines drives the sun gear, the other - the ring gear. The linear speed transmitted to the planetary gear by the sun gear is greater than that of the ring gear side. Therefore, the planet carrier is rotated in the same direction as the sun gear.
• 2 shows the planetary gear in the position in which the planet carrier is turned to the right. The sun gear rotates slower here, and the ring gear is much faster compared to 1 , Therefore, the planet carrier is turned in the other direction.

Der Antrieb besteht aus zwei Kraftanlagen (z.B., aus zwei Verbrennungsmotoren), die in den Zeichnungen nicht gezeigt werden. Einer der Motoren treibt das Sonnenrad 1, und der andere das Hohlrad 3 eines Planetengetriebes an. Infolgedessen werden die Planetenräder 4 in Drehbewegung versetzt. Der Planetenträger 2, der in diesem Fall mit der Ausgangswelle des Antribs verbunden sein muß, kann dadurch auch in Drehbewegung versetzt werden, kann aber auch unbeweglich bleiben (1 und 2). Einer der Motoren ist bevorzugend ein reversibler Motor.The drive consists of two power plants (eg, two combustion engines), which are not shown in the drawings. One of the engines drives the sun gear 1 , and the other the ring gear 3 a planetary gearbox. As a result, the planet gears 4 rotated. The planet carrier 2 , which in this case must be connected to the output shaft of the Antribs, this can also be set in rotary motion, but can also remain immobile ( 1 and 2 ). One of the engines is preferably a reversible engine.

Es gibt zwei Arbeitsweisen des Antriebs, die bevorzugend miteinander verwendet werden müssen.There are two modes of operation of the drive, which must preferably be used together.

Der erste Funktionsweise.
Beim Stillstand wird der Planetenträger 2 festgehalten mit Hilfe einer Bremse (nicht gezeigt). Beim Anlassen eines Motors werden gleichzeitig die Planetenräder 4 in Drehbewegung versetzt. Dadurch kommt auch der andere Motor in Drehbewegung und wird angelassen. Sie beide drehen sich im Leerlauf.
Nach dem Loslassen der Bremse wird, z.B., das Sonnenrad in schnellere Drehbewegung versetzt. Das Hohlrad kann die gleiche Drehzahl beibehalten, kann langsamer oder auch schneller gedreht werden, aber die lineare Geschwindigkeit (gezeigt mit Pfeilen im entsprechendem Punkt) im Kontaktpunkt zwischen dem Sonnenrad 1 und dem Planetenrad 4 muß, z. B., höher sein als die im Kontaktpunkt zwischen dem Hohlrad 3 und dem Planetenrad 4. In diesem Fall wird der Planetenträger nach links gedreht (1).The first way of working.
At standstill, the planet carrier 2 held with the aid of a brake (not shown). When you start a motor at the same time the planetary gears 4 rotated. As a result, the other motor is in rotation and is annulled. They both are idling.
After releasing the brake, for example, the sun gear is set in faster rotational motion. The ring gear can maintain the same speed, can be rotated slower or faster, but the linear speed (shown with arrows at the appropriate point) at the point of contact between the sun gear 1 and the planetary gear 4 must, for. B., be higher than that in the contact point between the ring gear 3 and the planetary gear 4 , In this case the planet carrier is turned to the left ( 1 ).

Wenn nach dem Loslassen der Bremse das Hohlrad 3 in schnellere Drehbewegung versetzt wird in Vergleich mit dem Sonnenrad, dann wird die lineare Geschwindigkeit im Kontaktpunkt zwischen dem Hohlrad 3 und dem Planetenrad 4 höher sein als die im Kontaktpunkt zwischen dem Sonnenrad 1 und dem Planetenrad 4. In diesem Fall wird der Planetenträger nach rechts gedreht (2).If after releasing the brake the ring gear 3 in faster rotational motion is compared with the sun gear, then the linear velocity is in the contact point between the ring gear 3 and the planetary gear 4 higher than the contact point between the sun gear 1 and the planetary gear 4 , In this case, the planet carrier is turned to the right ( 2 ).

Je größer der Unterschied zwischen den momentanen Drehzahlen der Motoren, desto größer die Drehzahl des Planetenträgers und desto höher, z.B., die Geschwindigkeit das dadurch angetriebenen Fahrzeugs.The greater the difference between the instantaneous speeds of the motors, the greater the speed of the planetary carrier and the higher, for example, the speed of the vehicle driven thereby.

Die Drehbewegungen der Motoren können immer im Bereich der optimalen Drehzahl bleiben. Dadurch kann die Drehzahl des Planetenträgers auch unter Belastung sehr schnell geändert, und, z.B., ein Fahrzeug schnell beschleunigt werden.The rotational movements of the motors can always remain within the range of the optimum speed. Thereby, the speed of the planetary carrier can be changed very quickly even under load, and, for example, a vehicle can be accelerated quickly.

Die möglichen Drehzahlen der Motoren und dadurch die des Sonnenrads und des Hohlrads können so ausgelegt werden, dass dabei die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs erreicht wird.The possible rotational speeds of the motors and thereby of the sun gear and the ring gear can be designed so that while the maximum speed of the vehicle is reached.

Die zweite ArbeitsweiseThe second way of working

Es gibt eine prinzipielle Möglichkeit die Drehbewegung des Planetenträgers in Vergleich mit der beschriebenen Situation zu erhöhen. Während der beschriebenen Arbeitsweise des Antriebs wird immer einer der Motoren viel langsamer gedreht, als der andere. Stellen wir uns vor, dass während der Arbeit des Antriebs (während der Fahrt des Fahrzeugs) der langsam gedrehte Motor einfach gestoppt wird. Das ist keine Panne. Das Fahrzeug kann dadurch sogar eine etwas größere Geschwindigkeit erreichen. Stellen wir uns jetzt vor, dass der gestoppte Motor ein reversibler Motor ist. Er wird wieder angelassen, aber in die andere Richtung gedreht. Dadurch kann die maximale Drehzahl des Planetenträgers etwa zwei mal höher gemacht werden.There is a fundamental possibility to increase the rotational movement of the planet carrier in comparison with the situation described. During the described operation of the drive, one of the motors is always rotated much slower than the other. Imagine that while the drive is working (while the vehicle is moving), the slowly rotated motor is simply stopped. That is no breakdown. The vehicle can thereby achieve even a slightly greater speed. Now imagine that the stopped engine is a reversible engine. He is started again, but turned in the other direction. As a result, the maximum speed of the planet carrier can be made about two times higher.

Nicht nur das. Die Planetenräder können in diesem Fall relativ zum Sonnenrad und dem Hohlrad in den Stillstand versetzt werden, das Planetengetriebe wird dadurch den Wirkungsgrad 1 erreichen.Not only that. In this case, the planetary gears can be brought to a standstill relative to the sun gear and the ring gear, thereby increasing the efficiency of the planetary gear 1 to reach.

Beide Motoren können in diesem Fall mit voller Leistung funktionieren. In diese Arbeitsweise kann der Antrieb noch vor dem Erreichen der optimalen Drehgeschwindigkeit versetzt werden. Das kann seine übliche (normale) Arbeitsweise sein.Both engines can work at full power in this case. In this mode of operation, the drive can be offset before reaching the optimum rotational speed. This can be his usual (normal) way of working.

Als Ausgangswelle kann nicht nur der Planetenträger funktionieren. Es kann auch das Sonnenrad oder das Hohlrad sein. Prinzipiell wird sich dabei in der Arbeitsweise des Antriebs nichts ändern. Alle drei Varianten können als stufenloser Antrieb funktionieren.As the output shaft not only the planet carrier can work. It can also be the sun gear or the ring gear. In principle, nothing will change in the way the drive works. All three variants can work as stepless drive.

Claims (2)

Stufenloser Antrieb, wobei er aus zwei Motoren und einem Planetengetriebe besteht.Stepless drive, where it consists of two motors and a planetary gear. Stufenloser Antrieb, nach P. 1, wobei mindestens einer der Motoren ein reversibler Motor ist.Stepless drive, according to P. 1, where at least one of the motors is a reversible motor.

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