AT522587B1 - Drive train and central tube frame for a vehicle - Google Patents

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AT522587B1
AT522587B1 ATA50875/2019A AT508752019A AT522587B1 AT 522587 B1 AT522587 B1 AT 522587B1 AT 508752019 A AT508752019 A AT 508752019A AT 522587 B1 AT522587 B1 AT 522587B1
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Stagl Roland
Prünster Thomas
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Stagl Roland
Thomas Pruenster
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (6) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Land- oder Wasserfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (7) mit einer Ausgangswelle (8), eine elektrische Maschine (11), einen Endantrieb (9), eine Verbindungswelle (10) zwischen der Ausgangswelle (8) und dem Endantrieb (9) und eine Kupplung (12) zum lösbaren Verbinden der elektrischen Maschine (11) mit der Ausgangswelle (8), wobei die Verbindungswelle (10) mit Radialabstand (R) in einem Rohr (15) des Antriebsstrangs (6) aufgenommen ist, und wobei in dem durch den Radialabstand (R) zwischen dem Rohr (15) und der Verbindungswelle (10) ausgebildeten Ringraum (16) ein Kraftstoffbehälter (17) und/oder ein elektrischer Energiespeicher (18) aufgenommen ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Zentralrohrrahmen (2) mit einem solchen Antriebsstrang (6).The invention relates to a drive train (6) for a vehicle, in particular a land or water vehicle, comprising an internal combustion engine (7) with an output shaft (8), an electrical machine (11), a final drive (9), a connecting shaft (10) between the output shaft (8) and the final drive (9) and a coupling (12) for releasably connecting the electrical machine (11) to the output shaft (8), the connecting shaft (10) with radial spacing (R) in a tube (15 ) of the drive train (6) is accommodated, and wherein in the annular space (16) formed by the radial distance (R) between the pipe (15) and the connecting shaft (10) a fuel tank (17) and / or an electrical energy store (18) is recorded. The invention also relates to a central tubular frame (2) with such a drive train (6).

Description

Beschreibungdescription

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere ein Land- oder Wasserfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Ausgangswelle, eine elektrische Maschine, einen Endantrieb, eine Verbindungswelle zwischen der Ausgangswelle und dem Endantrieb und eine Kupplung zum lösbaren Verbinden der elektrischen Maschine mit der Ausgangswelle, wobei die Ausgangswelle, die Verbindungswelle und die elektrische Maschine im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner einen Zentralrohrrahmen für ein Fahrzeug, welcher einen derartigen Antriebsstrang enthält. The present invention relates to a drive train for a vehicle, in particular a land or water vehicle, comprising an internal combustion engine with an output shaft, an electrical machine, a final drive, a connecting shaft between the output shaft and the final drive and a coupling for releasably connecting the electrical Machine with the output shaft, the output shaft, the connecting shaft and the electrical machine being arranged essentially coaxially to one another. The invention also relates to a central tubular frame for a vehicle which contains such a drive train.

[0002] Für derartige hybride Antriebe aus einer Verbrennungskraftmaschine und (zumindest) einer elektrischen Maschine, welche motorisch und/oder generatorisch betrieben werden kann, gibt es unterschiedliche strukturelle Varianten. Einerseits sind parallele Hybridantriebe bekannt, bei welchen die Verbrennungskraftmaschine und die elektrische Maschine das Fahrzeug im Fahrbetrieb gemeinsam mechanisch antreiben (können) und im Bremsbetrieb und/oder zum Aufladen eines Energiespeichers die elektrische Maschine generatorisch betrieben wird. In dieser Anordnung ergänzen einander die Antriebsleistungen von Verbrennungskraftmaschine und elektrischer Maschine, jedoch kann die Verbrennungskraftmaschine wegen ihrer Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit nicht wirkungsgradoptimiert betrieben werden. For such hybrid drives from an internal combustion engine and (at least) an electrical machine, which can be operated as a motor and / or generator, there are different structural variants. On the one hand, parallel hybrid drives are known in which the internal combustion engine and the electrical machine (can) drive the vehicle mechanically together while driving and the electrical machine is operated as a generator during braking and / or for charging an energy storage device. In this arrangement, the drive powers of the internal combustion engine and the electric machine complement each other, but the internal combustion engine cannot be operated with optimized efficiency because of its dependence on the driving speed.

[0003] Alternativ dazu sind serielle Hybridantriebe bekannt, bei welchen die Verbrennungskraftmaschine eine erste elektrische Maschine als Generator zum Aufladen des Energiespeichers antreibt und alleine eine zweite elektrische Maschine als Motor das Fahrzeug antreibt, wozu sie auf den Energiespeicher zugreift, welchen sie im Bremsbetrieb meist zusätzlich auflädt. Dadurch kann die Verbrennungskraftmaschine optimiert betrieben werden, jedoch sind Maschinen mit in Summe höherer Gesamtleistung zu verbauen. Alternatively, serial hybrid drives are known in which the internal combustion engine drives a first electric machine as a generator to charge the energy storage device and a second electric machine alone drives the vehicle as a motor, for which purpose it accesses the energy storage device, which it usually also uses when braking charges. As a result, the internal combustion engine can be operated in an optimized manner, but machines with a higher total output must be installed.

[0004] Ein leistungsverzweigender Hybridantrieb als dritte Antriebsvariante umfasst eine Verbrennungskraftmaschine und zwei elektrische Maschinen, welche allesamt über ein meist komplexes Getriebe mechanisch zusammenwirken, wobei eine der beiden elektrischen Maschinen vorrangig generatorisch und die andere vorrangig motorisch betrieben wird. Der in diesem Fall komplexere und raumgreifende mechanische Aufbau ermöglicht - bei entsprechender Steuerung - eine höhere Flexibilität im Energieflussmanagement. Ein Antriebsstrang der einleitend genannten Art ist für einen leistungsverzweigenden Hybridantrieb beispielsweise aus der Schrift DE 101 58 536 B4 bekannt. A power-split hybrid drive as a third drive variant comprises an internal combustion engine and two electrical machines, all of which work together mechanically via a mostly complex transmission, one of the two electrical machines being operated primarily as a generator and the other primarily as a motor. In this case, the more complex and space-consuming mechanical structure enables - with appropriate control - greater flexibility in energy flow management. A drive train of the type mentioned in the introduction is known for a power-split hybrid drive, for example from DE 101 58 536 B4.

[0005] Allen genannten Antriebsvarianten ist gemeinsam, dass im Fahrzeug sowohl ein Kraftstoffbehälter für die Verbrennungskraftmaschine als auch ein elektrischer Energiespeicher für die zumindest eine elektrische Maschine unterzubringen sind. Kraftstoffbehälter werden bei Landfahrzeugen meist im Bereich des hinteren Fahrwerks, z.B. unter einer Rücksitzbank od.dgl., verbaut; für den elektrischen Energiespeicher verbleibt dann ein Platz im bzw. unter dem Kofferraum bzw. im Fußraum unter den Fahrgästen. Dadurch wird jeweils der Kofferraum oder der Fahrgastraum eingeschränkt; ferner sitzt der Energiespeicher an einer bei einem Heck- oder Seitenaufprall weniger gut geschützten Stelle, sodass in einem solchen Fall eine Zellbeschädigung mit ausflieBendem Elektrolyt und sogar ein Brand des geladenen Energiespeichers drohen. Die Vielzahl separater Bestandteile erschwert den Einbau, steht der Modularität solcher Antriebskonzepte entgegen und führt zu komplexen Wegen für die Kraftstoffversorgung und für elektrische Leitungen. All of the drive variants mentioned have in common that both a fuel tank for the internal combustion engine and an electrical energy store for the at least one electrical machine are to be accommodated in the vehicle. In land vehicles, fuel tanks are usually located in the area of the rear chassis, e.g. under a back seat or the like., built; A place then remains for the electrical energy store in or under the trunk or in the footwell under the passengers. This restricts the trunk or the passenger compartment, respectively; Furthermore, the energy store is located in a location that is less well protected in the event of a rear or side impact, so that in such a case there is a risk of cell damage with leaking electrolyte and even a fire to the charged energy store. The large number of separate components makes installation difficult, contradicts the modularity of such drive concepts and leads to complex paths for the fuel supply and for electrical lines.

[0006] Bei Wasserfahrzeugen ist der für Kraftstoffbehälter und elektrische Energiespeicher zur Verfügung stehende Raum meist weniger eingeschränkt; dennoch erfordert eine Verteilung von Antriebsstrang, Kraftstoffbehälter und elektrischem Energiespeicher einen höheren Aufwand beim Einbau und führt zu komplexen Wegen für den Kraftstoff und für die elektrischen Leitungen. In the case of watercraft, the space available for fuel tanks and electrical energy stores is usually less restricted; nevertheless, a distribution of the drive train, fuel tank and electrical energy storage requires more effort during installation and leads to complex paths for the fuel and for the electrical lines.

[0007] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, einen besonders sicher und flexibel einsetzbaren Antrieb für ein Fahrzeug zu schaffen, welcher einfach verbaut werden kann und kurze Kraftstoffleitungen und/oder elektrische Leitungen ermöglicht. The invention aims to create a particularly safe and flexible drive for a vehicle, which can be easily installed and short fuel lines and / or electrical lines.

[0008] Dieses Ziel wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung mit einem Antriebsstrang der This object is achieved according to a first aspect of the invention with a drive train of

einleitend genannten Art erreicht, welcher sich dadurch auszeichnet, dass die Verbindungswelle mit Radialabstand in einem Rohr des Antriebsstrangs aufgenommen ist, wobei in dem durch den Radialabstand zwischen dem Rohr und der Verbindungswelle ausgebildeten Ringraum ein Kraftstoffbehälter und/oder ein elektrischer Energiespeicher aufgenommen ist. The type mentioned in the introduction is achieved, which is characterized in that the connecting shaft is received with a radial spacing in a tube of the drive train, a fuel tank and / or an electrical energy store being received in the annular space formed by the radial spacing between the tube and the connecting shaft.

[0009] Ein Antriebsstrang dieser Art ermöglicht durch seine zentral gebündelte Anordnung einen hervorragenden Schutz des empfindlichen Kraftstoffbehälters bzw. des empfindlichen elektrischen Energiespeichers. Ferner ist dadurch eine besonders günstige Gewichtsverteilung und gute Raumausnutzung des Antriebsstrangs in dem Fahrzeug erzielbar. Uberdies kann ein derartig aufgebauter Antriebsstrang besonders einfach als Gesamtmodul in unterschiedliche Fahrzeuge eingebaut und mit geringem Aufwand flexibel an unterschiedliche Erfordernisse angepasst werden. Je nach Anzahl elektrischer Maschinen sind verschiedene hybride Antriebsvarianten erzielbar. Insgesamt sind durch die Anordnung des Kraftstoffbehälters und/oder der elektrischen Energiespeicher in unmittelbarer Nähe der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Maschine die jeweiligen Längen der zugehörigen Energieleitungen gering und können die Leitungen in Axialrichtung des Antriebsstrangs weitgehend geradlinig geführt werden, sodass sich besonders einfache Wege ergeben. Es versteht sich, dass in dem Ringraum weitere Elemente des Antriebs, z.B. Leistungselektronik und/oder eine Regelung für die elektrische Maschine untergebracht sein kann. A drive train of this type enables excellent protection of the sensitive fuel tank or the sensitive electrical energy store due to its centrally bundled arrangement. Furthermore, a particularly favorable weight distribution and good space utilization of the drive train in the vehicle can thereby be achieved. In addition, a drive train constructed in this way can be installed particularly easily as an overall module in different vehicles and flexibly adapted to different requirements with little effort. Different hybrid drive variants can be achieved depending on the number of electrical machines. Overall, the arrangement of the fuel tank and / or the electrical energy store in the immediate vicinity of the internal combustion engine and the electrical machine means that the respective lengths of the associated power lines are short and the lines can be routed largely in a straight line in the axial direction of the drive train, resulting in particularly simple routes. It goes without saying that further elements of the drive, e.g. Power electronics and / or a control system for the electrical machine can be accommodated.

[0010] In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Ringraum in zwei oder mehrere Kammern unterteilt. Dies ermöglicht eine besonders flexible Nutzung des Ringraums für unterschiedliche Energiespeicher, d.h. für einen Kraftstoffbehälter bzw. für elektrische Energiespeicher in beliebiger Aufteilung. Ferner erleichtert eine solche Unterteilung den Einbau weiterer Antriebselemente, z.B. der Leistungselektronik und/oder Regelung der elektrischen Maschine. In an advantageous embodiment, the annular space is divided into two or more chambers. This enables a particularly flexible use of the annular space for different energy stores, i.e. for a fuel tank or for electrical energy storage in any distribution. Furthermore, such a subdivision facilitates the installation of further drive elements, e.g. the power electronics and / or control of the electrical machine.

[0011] Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die Kupplung zwischen der Ausgangswelle und der Verbindungswelle liegt, wobei die elektrische Maschine auf die Verbindungswelle aufgesteckt ist. Dabei kann die elektrische Maschine als Hohlwellenmaschine an der der Ausgangswelle oder dem Endantrieb zugewandten Seite der Verbindungswelle auf diese aufgesteckt sein. A particularly simple structure results when the coupling is located between the output shaft and the connecting shaft, the electrical machine being plugged onto the connecting shaft. In this case, the electric machine as a hollow shaft machine can be plugged onto the connecting shaft on the side of the connecting shaft facing the output shaft or the final drive.

[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform des Antriebsstrangs ist die elektrische Maschine auf die Verbindungswelle an ihrer der Ausgangswelle zugewandten Seite aufgesteckt und umfasst der Antriebsstrang eine mit dem Endantrieb verbundene zweite elektrische Maschine und eine zweite Kupplung zum lösbaren Verbinden der zweiten elektrischen Maschine mit der Verbindungswelle. Dies ermöglicht eine höhere Gesamtleistung des Antriebsstrangs und eine flexible Verteilung der Antriebsleistung. Auch bleiben die jeweiligen Längen der Energieleitungen weiterhin gering, besonders die elektrischen Leitungen der zu den beiden dem Ringraum unmittelbar benachbarten elektrischen Maschinen, was auch Gewicht spart, umso mehr, wenn die Leistungselektronik und Regelung für die elektrischen Maschinen ebenfalls in dem Ringraum angeordnet sind. In a preferred embodiment of the drive train, the electrical machine is plugged onto the connecting shaft on its side facing the output shaft and the drive train comprises a second electrical machine connected to the final drive and a second coupling for releasably connecting the second electrical machine to the connecting shaft. This enables a higher total power of the drive train and a flexible distribution of the drive power. The respective lengths of the power lines also remain small, especially the electrical lines of the two electrical machines immediately adjacent to the annulus, which also saves weight, all the more if the power electronics and control for the electrical machines are also arranged in the annulus.

[0013] Besonders günstig ist dabei, wenn die beiden Kupplungen voneinander unabhängig schaltbar sind. Ebenfalls günstig ist, wenn die beiden elektrischen Maschinen voneinander unabhängig regelbar sind. Durch einfaches Schalten der Kupplungen bzw. durch die Regelung der elektrischen Maschinen sind so alle hybriden Antriebsvarianten unmittelbar erzielbar, d.h. serieller, paralleler und leistungsverzweigender Hybridbetrieb, ohne von der strukturellen Einfachheit und dem geringen Raumbedarf des Antriebsstrangs abzugehen. It is particularly advantageous if the two clutches can be switched independently of one another. It is also advantageous if the two electrical machines can be regulated independently of one another. By simply switching the clutches or by controlling the electrical machines, all hybrid drive variants can be achieved immediately, i.e. serial, parallel and power-splitting hybrid operation without departing from the structural simplicity and the small space requirements of the drive train.

[0014] In einer vorteilhaften Variante umfasst der Endantrieb ein Achsgetriebe und zwei Antriebswellen für ein Landfahrzeug. Somit ergibt sich eine besonders einfache Struktur für Landfahrzeuge. Dabei ist besonders günstig, wenn der Endantrieb ferner ein dem Achsgetriebe vorgelagertes Wechselgetriebe umfasst. Auf diese Weise kann die Maschinendrehzahl von der Fahrgeschwindigkeit zumindest teilweise entkoppelt werden, um so einen günstigen Wirkungsgrad der Maschinen und dabei die für den Antrieb des Fahrzeugs erforderliche Antriebsleistung zu erzielen. In an advantageous variant, the final drive comprises an axle drive and two drive shafts for a land vehicle. This results in a particularly simple structure for land vehicles. It is particularly advantageous if the final drive further comprises a change gear upstream of the axle gear. In this way, the engine speed can be at least partially decoupled from the driving speed in order to achieve a favorable efficiency of the machines and thereby the drive power required for driving the vehicle.

[0015] In einer alternativen oder sogar ergänzenden Variante umfasst der Endantrieb eine Antriebsachse und einen von dieser angetriebenen Propeller für ein Wasserfahrzeug. Wiederum ergibt sich daraus eine besonders einfache Struktur für den Antriebsstrang. In an alternative or even supplementary variant, the final drive comprises a drive axle and a propeller for a watercraft driven by this. This in turn results in a particularly simple structure for the drive train.

[0016] In einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung einen Zentralrohrrahmen für ein Fahrzeug, insbesondere ein Landfahrzeug, welcher zur Verankerung eines vorderen und eines hinteren Fahrwerks des Fahrzeugs und eines Fahrzeugaufbaus ausgebildet ist und sich dadurch auszeichnet, dass er einen Antriebsstrang der vorgenannten Art enthält, wobei die Verbrennungskraftmaschine und das Rohr tragende Elemente des Zentralrohrrahmens sind. Die Vorteile des Antriebsstrangs, insbesondere sein geringer Raumbedarf, seine flexible Einsetzbarkeit, seine Modularität und seine mechanische Struktur, werden dadurch gewinnbringend für den gleichermaßen flexibel einsetzbaren Zentralrohrrahmen nutzbar gemacht. Der Antriebsstrang, insbesondere sein Kraftstoffbehälter bzw. die elektrischen Energiespeicher, sind im Zentralrohrrahmen besonders gut geschützt. Zugleich entfallen durch die Nutzung der Verbrennungskraftmaschine und des Rohrs des Antriebsstrangs als tragende Elemente des Zentralrohrrahmens zusätzliche separate Elemente und damit deren Gewicht und der dafür erforderliche Bauraum. In a second aspect, the invention provides a central tubular frame for a vehicle, in particular a land vehicle, which is designed for anchoring a front and a rear chassis of the vehicle and a vehicle body and is characterized in that it contains a drive train of the aforementioned type, wherein the internal combustion engine and the pipe are supporting elements of the central pipe frame. The advantages of the drive train, in particular its small space requirement, its flexible usability, its modularity and its mechanical structure, are thereby made profitable for the equally flexible central tube frame. The drive train, in particular its fuel tank or the electrical energy store, are particularly well protected in the central tubular frame. At the same time, by using the internal combustion engine and the tube of the drive train as supporting elements of the central tubular frame, additional separate elements and thus their weight and the installation space required for them are eliminated.

[0017] Besonders günstig ist, wenn der Zentralrohrrahmen durch den Motorblock der Verbrennungskraftmaschine, ein an dem Motorblock verankertes erstes Gehäuse, das Rohr, welches an dem ersten Gehäuse verankert ist, und ein an dem Rohr verankertes zweites Gehäuse gebildet ist, wobei die elektrische Maschine auf die Verbindungswelle aufgesteckt und das erste Gehäuse zur Aufnahme der Kupplung und der elektrischen Maschine ausgebildet ist, und wobei das zweite Gehäuse zur Aufnahme einer zweiten elektrischen Maschine des Antriebsstrangs, eines von dieser gespeisten Wechselgetriebes mit angeschlossenem Achsgetriebe des Endantriebs und einer zweiten Kupplung zum lösbaren Verbinden der Verbindungswelle mit der zweiten elektrischen Maschine ausgebildet ist. So entfallen separate tragende Elemente für den Zentralrohrrahmen; dieser ist stabil ausführbar und dabei gewicht- und raumsparend und für eine Vielzahl verschiedener Fahrzeuge, insbesondere Landfahrzeuge, verwendbar. Durch geringfügige Änderungen kann ein solcher Zentralrohrrahmen ferner flexibel und unter Beibehaltung der Vorteile und Wirkungsweise an die jeweiligen Erfordernisse unterschiedlicher Fahrzeuge angepasst werden. It is particularly advantageous if the central tubular frame is formed by the engine block of the internal combustion engine, a first housing anchored to the engine block, the tube, which is anchored to the first housing, and a second housing anchored to the tube, the electrical machine plugged onto the connecting shaft and the first housing is designed to accommodate the clutch and the electric machine, and the second housing to accommodate a second electric machine of the drive train, a change gear fed by this with a connected final drive axle gear and a second clutch for releasable connection the connecting shaft is formed with the second electrical machine. Separate load-bearing elements for the central tubular frame are no longer necessary; this can be implemented in a stable manner while saving weight and space and can be used for a large number of different vehicles, in particular land vehicles. By making minor changes, such a central tubular frame can also be flexibly adapted to the respective requirements of different vehicles while maintaining the advantages and mode of operation.

[0018] Ein besonders günstige Gewichtsverteilung im Fahrzeug ist dabei erzielbar, wenn das zweite Gehäuse zum Verankern und der Endantrieb zum Antreiben des hinteren Fahrwerks des Fahrzeugs ausgebildet sind. Der Zentralrohrrahmen erstreckt sich so vom hinteren Fahrwerk in Richtung der Fahrzeugfront. A particularly favorable weight distribution in the vehicle can be achieved if the second housing is designed for anchoring and the final drive for driving the rear chassis of the vehicle. The central tubular frame extends from the rear chassis towards the front of the vehicle.

[0019] Ferner ist vorteilhaft, wenn der Motorblock der Verbrennungskraftmaschine an seiner dem Rohr abgewandten Seite zum Verankern des vorderen Fahrwerks des Fahrzeugs ausgebildet ist. Das hilft, zusätzliche Bauteile einzusparen. It is also advantageous if the engine block of the internal combustion engine is designed on its side facing away from the pipe for anchoring the front chassis of the vehicle. This helps to save additional components.

[0020] Alternativ dazu kann der Zentralrohrrahmen einen zweiarmigen Träger zum Verankern des vorderen Fahrwerks des Fahrzeugs umfassen, wobei jeder Trägerarm an jeweils einer Lateralseite des ersten Gehäuses verankert ist und die Trägerarme den Motorblock lateral umgreifen. Dies ermöglicht eine Teilentkopplung der Verankerung des vorderen Fahrwerks von der Verbrennungskraftmaschine, indem die im Fahrbetrieb am vorderen Fahrwerk auftretenden Kräfte über die Trägerarme auf das erste Gehäuse und somit näher zur Fahrzeugmitte auf den Zentralrohrrahmen übertragen werden. Alternatively, the central tube frame can comprise a two-armed support for anchoring the front chassis of the vehicle, each support arm being anchored on a respective lateral side of the first housing and the support arms laterally encompassing the engine block. This enables a partial decoupling of the anchoring of the front chassis from the internal combustion engine, in that the forces occurring on the front chassis during driving are transmitted via the support arms to the first housing and thus closer to the center of the vehicle to the central tube frame.

[0021] Günstig ist dabei, wenn an den Trägerarmen ein drittes Gehäuse verankert ist, welches von der dem Rohr abgewandten Seite des Motorblocks beabstandet und zur Aufnahme einer dritten elektrischen Maschine und eines weiteren Achsgetriebes für das vordere Fahrwerk des Fahrzeugs ausgebildet ist. Alternativ dazu ist an der dem Rohr abgewandten Seite des Motorblocks ein drittes Gehäuse verankert, welches zur Aufnahme einer dritten elektrischen Maschine und eines weiteren Achsgetriebes zum Antreiben des vorderen Fahrwerks des Fahrzeugs ausgebildet ist. Damit umfasst der Zentralrohrrahmen eine weitere, von den anderen unabhängige elektrische Maschine, welche als Antriebsmotor bzw. als Bremsgenerator auf das vordere Fahrwerk wirkt. Die dritte elektrische Maschine kann dabei z.B. von dem im Ringraum angeordneten elektrischen Energiespeicher gespeist werden bzw. diesen speisen. Insgesamt ermöglicht It is advantageous if a third housing is anchored to the support arms, which is spaced from the side of the engine block facing away from the pipe and is designed to accommodate a third electrical machine and a further axle drive for the front chassis of the vehicle. Alternatively to this, a third housing is anchored on the side of the engine block facing away from the pipe, which is designed to accommodate a third electrical machine and a further axle drive for driving the front chassis of the vehicle. The central tubular frame thus includes another electrical machine that is independent of the others and acts as a drive motor or as a brake generator on the front chassis. The third electrical machine can e.g. are fed by the arranged in the annular space electrical energy storage or feed this. Overall made possible

dies einen sehr kompakten Zentralrohrrahmen mit komplettem integriertem Antriebsstrang und Allradantrieb in Hybridtechnik. this is a very compact central tubular frame with a completely integrated drive train and all-wheel drive in hybrid technology.

[0022] Hinsichtlich weiterer Vorteile und Ausführungsformen des Zentralrohrrahmes wird auf die vorangegangenen Ausführungen zu dem Antriebsstrang verwiesen. With regard to further advantages and embodiments of the central tubular frame, reference is made to the preceding statements on the drive train.

[0023] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: [0023] The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the accompanying drawings. In the drawings show:

[0024] Fig. 1 ein Fahrgestell eines Landfahrzeugs mit einem Zentralrohrrahmen und einem Antriebsstrang gemäß der Erfindung in Draufsicht; [0024] FIG. 1 shows a chassis of a land vehicle with a central tubular frame and a drive train according to the invention in a plan view;

[0025] Fig. 2 ein Fahrgestell eines Landfahrzeugs mit einem zu jenem von Fig. 1 alternativen Zentralrohrrahmen und dem Antriebsstrang von Fig. 1 in Draufsicht; [0025] FIG. 2 shows a chassis of a land vehicle with an alternative central tubular frame to that of FIG. 1 and the drive train from FIG. 1 in a plan view;

[0026] die Fig. 3a bis 3c einen Ausschnitt aus dem Antriebsstrang von Fig. 1 und 2 mit einem Kraftstoffbehälter (Fig. 3a), mit elektrischem Energiespeicher (Fig. 3b) und mit Leistungselektronik, Regler und elektrischem Energiespeicher (Fig. 3c) jeweils in einem Querschnitt; 3a to 3c show a section from the drive train of FIGS. 1 and 2 with a fuel tank (FIG. 3a), with an electrical energy store (FIG. 3b) and with power electronics, regulator and electrical energy store (FIG. 3c) each in a cross section;

[0027] Fig. 4 ein Fahrgestell einer landwirtschaftlichen Zugmaschine mit dem Zentralrohrrahmen und dem Antriebsstrang von Fig. 2 in Draufsicht; [0027] FIG. 4 shows a chassis of an agricultural tractor with the central tubular frame and the drive train from FIG. 2 in a plan view;

[0028] Fig. 5 ein Fahrgestell eines Lastkraftwagens mit dem Zentralrohrrahmen und dem Antriebsstrang von Fig. 2 in Draufsicht; und [0028] FIG. 5 shows a chassis of a truck with the central tubular frame and the drive train from FIG. 2 in a plan view; and

[0029] Fig. 6 ein schematisches Wasserfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Zentralrohrrahmen und dem Antriebsstrang der Fig. 1 und 2 in Draufsicht. 6 shows a schematic watercraft with a central tubular frame according to the invention and the drive train of FIGS. 1 and 2 in plan view.

[0030] Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils ein Fahrgestell 1 eines Fahrzeugs (hier: eines Landfahrzeugs). Die Fahrgestelle 1 haben jeweils einen Zentralrohrrahmen 2, an welchen ein vorderes und ein hinteres Fahrwerk 3, 4 verankert ist. Der Zentralrohrrahmen 2 hat optionale Verankerungspunkte 5 für einen Fahrzeugaufbau (nicht dargestellt) und enthält einen Antriebsstrang 6. Der Antriebsstrang 6 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 7 mit einer Ausgangswelle 8. Die Verbrennungskraftmaschine 7 ist im dargestellten Beispiel ein Hubkolbenmotor; sie könnte alternativ ein Rotationskolbenmotor, eine Gasturbine od.dgl. sein, dabei ist die Ausgangswelle 8 beispielsweise eine Kurbelwelle des Hubkolbenmotors, eine Exzenterwelle des Rotationskolbenmotors, eine Turbinenwelle der Gasturbine oder eine Welle am Ausgang eines in die Verbrennungskraftmaschine integrierten oder daran angebauten Getriebes. 1 and 2 each show a chassis 1 of a vehicle (here: a land vehicle). The chassis 1 each have a central tubular frame 2 on which a front and a rear chassis 3, 4 is anchored. The central tubular frame 2 has optional anchoring points 5 for a vehicle body (not shown) and contains a drive train 6. The drive train 6 includes an internal combustion engine 7 with an output shaft 8. The internal combustion engine 7 is a reciprocating engine in the example shown; it could alternatively be a rotary piston engine, a gas turbine or the like. The output shaft 8 is, for example, a crankshaft of the reciprocating engine, an eccentric shaft of the rotary piston engine, a turbine shaft of the gas turbine or a shaft at the output of a transmission integrated into the internal combustion engine or attached to it.

[0031] Der Antriebsstrang 6 umfasst ferner einen Endantrieb 9 für das Fahrzeug und eine Verbindungswelle 10 zwischen der Ausgangswelle 8 und dem Endantrieb 9, sowie eine elektrische Maschine 11 und eine Kupplung 12. Die Kupplung 12 verbindet die elektrische Maschine 11 lösbar mit der Ausgangswelle 8. Die Ausgangswelle 8, die Verbindungswelle 10 und die elektrische Maschine 11 sind im Wesentlichen koaxial zueinander am Antriebsstrang 6 angeordnet; „im Wesentlichen“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass auch ein Kardangelenk mit geringem Gelenkwinkel und/oder ein geringfügiger axialer Versatz zwischen diesen drei Elementen bestehen kann. The drive train 6 further comprises a final drive 9 for the vehicle and a connecting shaft 10 between the output shaft 8 and the final drive 9, as well as an electric machine 11 and a clutch 12. The clutch 12 releasably connects the electric machine 11 to the output shaft 8 The output shaft 8, the connecting shaft 10 and the electrical machine 11 are arranged essentially coaxially to one another on the drive train 6; In this context, “essentially” means that a universal joint with a small joint angle and / or a slight axial offset can also exist between these three elements.

[0032] In den dargestellten Beispielen liegt die Kupplung 12 zwischen der Ausgangswelle 8 und der Verbindungswelle 10. Ferner ist die elektrische Maschine 11 als Hohlwellenmaschine auf die Verbindungswelle 10 aufgesteckt, u.zw. an der der Ausgangswelle 8 zugewandten Seite der Verbindungswelle 10; alternativ kann die elektrische Maschine 11 an der dem Endantrieb 9 zugewandten Seite der Verbindungswelle 10 auf diese aufgesteckt sein. Auch die Kupplung 12 kann, anstatt zwischen der Ausgangswelle 8 und der Verbindungswelle 10 zu liegen, an der dem Endantrieb 9 zugewandten Seite der Verbindungswelle 10 jedoch zwischen elektrische Maschine 11 und Verbrennungskraftmaschine 7 angeordnet sein, um die elektrische Maschine 11 (in diesem Fall: über die Verbindungswelle 10) mit der Ausgangswelle 8 lösbar zu verbinden. In the examples shown, the coupling 12 is between the output shaft 8 and the connecting shaft 10. Furthermore, the electrical machine 11 is plugged as a hollow shaft machine onto the connecting shaft 10, u.zw. on the side of the connecting shaft 10 facing the output shaft 8; alternatively, the electrical machine 11 can be plugged onto the connecting shaft 10 on the side of the connecting shaft 10 facing the final drive 9. Instead of being between the output shaft 8 and the connecting shaft 10, the clutch 12 can also be arranged on the side of the connecting shaft 10 facing the final drive 9, but between the electric machine 11 and the internal combustion engine 7, in order to connect the electric machine 11 (in this case: via the connecting shaft 10) to be detachably connected to the output shaft 8.

[0033] In den gezeigten Beispielen umfasst der Antriebsstrang 6 eine optionale zweite elektrische Maschine 13, welche mit dem Endantrieb 9 verbunden ist; ferner umfasst der Antriebsstrang 6 an der dem Endantrieb 9 zugewandten Seite der Verbindungswelle 10 eine optionale zweite Kupplung 14, welche die zweite elektrische Maschine 13 lösbar mit der Verbindungswelle 10 verbindet. Dabei ist die zweite elektrische Maschine 13 wieder im Wesentlichem koaxial zur Verbindungswelle 10. In the examples shown, the drive train 6 comprises an optional second electrical machine 13, which is connected to the final drive 9; Furthermore, the drive train 6 comprises, on the side of the connecting shaft 10 facing the final drive 9, an optional second coupling 14 which detachably connects the second electrical machine 13 to the connecting shaft 10. The second electrical machine 13 is again essentially coaxial with the connecting shaft 10.

[0034] Sind die genannte eine (im Folgenden auch: „erste“) Kupplung 12 und die zweite Kupplung 14 voneinander unabhängig schaltbar, wie dies optional der Fall ist, kann die genannte eine (im Folgenden auch: „erste“) elektrische Maschine 11 mit der Ausgangswelle 8 lösbar verbunden werden, u.zw. unabhängig vom Lösen oder Verbinden der zweiten elektrischen Maschine 13 mit der Verbindungswelle 10 durch die zweite Kupplung 14. Sind ferner die erste und zweite elektrische Maschine 11, 13 voneinander unabhängig regelbar, d.h. auch voneinander unabhängig jeweils in einen motorischen oder generatorischen Betriebszustand überführbar, wie dies optional der Fall ist, kann der Antragsstrang 6 beliebige unterschiedliche Betriebszustände einnehmen: If the mentioned one (hereinafter also: “first”) clutch 12 and the second clutch 14 can be switched independently of one another, as is optionally the case, the mentioned one (hereinafter also: “first”) electrical machine 11 be releasably connected to the output shaft 8, u.zw. independently of releasing or connecting the second electrical machine 13 to the connecting shaft 10 by the second clutch 14. Furthermore, the first and second electrical machines 11, 13 can be regulated independently of one another, i.e. can also be converted into a motor or generator operating state independently of each other, as is optionally the case, application thread 6 can assume any different operating states:

[0035] Erstens kann die erste Kupplung 12 die beiden elektrischen Maschinen 11, 13 von der Verbrennungskraftmaschine 7 lösen und die Verbrennungskraftmaschine 7 dabei beispielsweise stillgelegt werden, sodass die beiden elektrischen Maschinen 11, 13 (oder optional nur eine davon) den Endantrieb 9 und somit das Fahrzeug antreiben. First, the first clutch 12 can release the two electrical machines 11, 13 from the internal combustion engine 7 and the internal combustion engine 7 can be shut down, for example, so that the two electrical machines 11, 13 (or optionally only one of them) the final drive 9 and thus propel the vehicle.

[0036] Zweitens kann die zweite Kupplung 14 die zweite elektrische Maschine 13 von der Verbindungswelle 10 lösen, und die zweite elektrische Maschine 13 dabei alleine das Fahrzeug antreiben (oder bremsen); in diesem Fall können die Verbrennungskraftmaschine 7 und die erste elektrische Maschine 11 stillgelegt werden oder die Verbrennungskraftmaschine 7 treibt die über die erste Kupplung 12 verbundene erste elektrische Maschine 11, welche dabei im generatorischen Betrieb elektrische Energie für die zweite elektrische Maschine 13 erzeugt. Second, the second clutch 14 can release the second electric machine 13 from the connecting shaft 10, and the second electric machine 13 alone drive (or brake) the vehicle; In this case, the internal combustion engine 7 and the first electrical machine 11 can be shut down or the internal combustion engine 7 drives the first electrical machine 11 connected via the first clutch 12, which generates electrical energy for the second electrical machine 13 in generator mode.

[0037] Drittens können beide Kupplungen 12, 14 jeweils geschlossen sein, sodass die Verbrennungskraftmaschine 7, die erste elektrische Maschine 11 und die zweite elektrische Maschine 13 miteinander mechanisch verbunden sind und entweder alle drei Maschinen 7, 11, 13 das Fahrzeug antreiben oder zumindest eine der elektrischen Maschinen 11, 13 dabei generatorisch betrieben wird und elektrische Energie erzeugt. Third, both clutches 12, 14 can each be closed, so that the internal combustion engine 7, the first electrical machine 11 and the second electrical machine 13 are mechanically connected to one another and either all three machines 7, 11, 13 drive the vehicle or at least one of the electrical machines 11, 13 is operated as a generator and generates electrical energy.

[0038] Es versteht sich, dass die zweite Kupplung 14 an jeder beliebigen Stelle der Verbindungswelle 10 zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Maschine 11, 13 angeordnet sein kann, um die genannten Betriebszustände zu erzielen. It goes without saying that the second clutch 14 can be arranged at any point on the connecting shaft 10 between the first and second electrical machines 11, 13 in order to achieve the aforementioned operating states.

[0039] Wie in den Fig. 3a - 3c dargestellt, ist die Verbindungswelle 10 mit Radialabstand R in einem Rohr 15 des Antriebsstrangs 6 aufgenommen. Durch den Radialabstand R ist zwischen dem Rohr 15 und der Verbindungswelle 10 ein Ringraum 16 ausgebildet. Der Ringraum 16 ist optional in zwei oder mehrere Kammern K;, Kz, ..., allgemein K;, unterteilt. Eine solche Unterteilung kann in Umfangsrichtung (wie gezeigt) oder alternativ bzw. zusätzlich in Achsrichtung des Rohrs 15 bestehen. As shown in FIGS. 3 a - 3 c, the connecting shaft 10 is received with a radial spacing R in a tube 15 of the drive train 6. Due to the radial distance R, an annular space 16 is formed between the pipe 15 and the connecting shaft 10. The annular space 16 is optionally divided into two or more chambers K ;, Kz, ..., generally K ;. Such a subdivision can exist in the circumferential direction (as shown) or alternatively or additionally in the axial direction of the tube 15.

[0040] Im Beispiel der Fig. 3a ist in den Ringraum 16 ein Kraftstoffbehälter 17 aufgenommen, welcher optional den Kammern Ki; des Ringraums 16 entsprechend unterteilt ist. Im Beispiel der Fig. 3b ist in den Kammern K; des Ringraums 16 ein - hier vielzelliger - elektrischer Energiespeicher 18 aufgenommen. Fig. 3c zeigt eine Variante, bei welcher in zwei Kammern K+, K; jeweils Zellen des elektrischen Energiespeichers 18, in einer dritten Kammer K3 Leistungselektronik 19 zur geregelten elektrischen Energieversorgung zumindest einer elektrischen Maschine 11, 13 und in einer vierten Kammer K4 eine Regelung 20 für die elektrischen Maschinen 11, 13 bzw. für die Leistungselektronik 19 aufgenommen sind. So speist der elektrische Energiespeicher 18 - im Allgemeinen über die Leistungselektronik 19 - zumindest eine der (hier: beide) elektrischen Maschinen 11, 13 bzw. wird von diesen, wenn sie generatorisch betrieben werden, mit elektrischer Energie gespeist, welche der Energiespeicher 18 in seinen Zellen speichert. Es versteht sich, dass die in den Fig. 3a, 3b und 3c dargestellten Varianten der Nutzung des Ringraums 16 miteinander kombinierbar sind. In the example of FIG. 3a, a fuel tank 17 is received in the annular space 16, which optionally the chambers Ki; of the annular space 16 is divided accordingly. In the example of FIG. 3b, the chambers K; of the annular space 16 an - here multicellular - electrical energy store 18 added. Fig. 3c shows a variant in which in two chambers K +, K; cells of the electrical energy store 18, in a third chamber K3 power electronics 19 for regulated electrical energy supply to at least one electrical machine 11, 13 and in a fourth chamber K4 a control 20 for the electrical machines 11, 13 or for the power electronics 19. The electrical energy store 18 feeds - generally via the power electronics 19 - at least one of the (here: both) electrical machines 11, 13 or, if they are operated as a generator, is fed with electrical energy which the energy store 18 has in its Cells stores. It goes without saying that the variants of the use of the annular space 16 shown in FIGS. 3a, 3b and 3c can be combined with one another.

[0041] Zurückkommend auf die Beispiele der Fig. 1 und 2 werden im Folgenden Varianten des Zentralrohrrahmens 2, welcher den gezeigten Antriebsstrang 6 enthält, beschrieben. In jeder dieser Varianten des Zentralrohrrahmens 2 sind die Verbrennungskraftmaschine 7 und das Rohr 15 des Antriebsstrangs 6 jeweils tragende Elemente des Zentralrohrrahmens 2. Coming back to the examples in FIGS. 1 and 2, variants of the central tubular frame 2, which contains the drive train 6 shown, are described below. In each of these variants of the central tubular frame 2, the internal combustion engine 7 and the tube 15 of the drive train 6 are each supporting elements of the central tubular frame 2.

[0042] Im einfachsten Fall ist der Zentralrohrrahmen 2 ohne weitre tragende Elemente durch die Verbrennungskraftmaschine 7, z.B. ihren Motorblock 21, und das Rohr 15 gebildet, welches in diesem Fall direkt am Motorblock 21 verankert ist und in welchem neben der Verbindungswelle 10 in diesem Fall auch die Kupplung 12, die elektrische Maschine 11 und der Endantrieb 9 aufgenommen sind. In the simplest case, the central tube frame 2 without further supporting elements by the internal combustion engine 7, e.g. their engine block 21, and the tube 15 is formed, which in this case is anchored directly to the engine block 21 and in which, in addition to the connecting shaft 10, in this case also the coupling 12, the electrical machine 11 and the final drive 9 are received.

[0043] In den Ausführungsvarianten der Fig. 1 und 2 ist der Zentralrohrrahmen 2 durch den Motorblock 21 der Verbrennungskraftmaschine 7, ein an dem Motorblock 21 verankertes optionales erstes Gehäuse 22, das Rohr 15, welches in diesen Varianten an dem ersten Gehäuse 22 verankert ist, und ein an dem Rohr 15 verankertes optionales zweites Gehäuse 23 gebildet. Dabei ist ferner die (hier: erste) elektrische Maschine 11 auf die Verbindungswelle 10 aufgesteckt und zusammen mit der (hier: ersten) Kupplung 12 im ersten Gehäuse 22 aufgenommen. Im zweiten Gehäuse 23 sind die zweite elektrische Maschine 13 des Antriebsstrangs 6, ein daran angeschlossenes Achsgetriebe 24 des Endantriebs 9 und die zweite Kupplung 14 aufgenommen. 1 and 2, the central tubular frame 2 is through the engine block 21 of the internal combustion engine 7, an optional first housing 22 anchored to the engine block 21, the tube 15, which is anchored to the first housing 22 in these variants , and an optional second housing 23 anchored to the tube 15. The (here: first) electrical machine 11 is also plugged onto the connecting shaft 10 and received in the first housing 22 together with the (here: first) coupling 12. The second electrical machine 13 of the drive train 6, an axle drive 24 of the final drive 9 connected to it and the second clutch 14 are accommodated in the second housing 23.

[0044] In den Beispielen der Fig. 1 und 2 speist die zweite elektrische Maschine 13 das Achsgetriebe 24 über ein diesem vorgelagertes optionales Wechselgetriebe 25 des Endantriebs 9, z.B. ein automatisches, stufenloses, handgeschaltetes oder elektronisch geschaltetes Wechselgetriebe 25, an welches das Achsgetriebe 24 angeschlossen ist. Das Wechselgetriebe 25 kann dabei eine oder mehrere zusätzliche Kupplungen enthalten. In the examples of Figures 1 and 2, the second electric machine 13 feeds the axle drive 24 via an optional change gear 25 of the final drive 9 upstream of it, e.g. an automatic, continuously variable, manually shifted or electronically shifted change gear 25 to which the axle gear 24 is connected. The change gear 25 can contain one or more additional clutches.

[0045] Es versteht sich, dass die erste Kupplung 12 und die erste elektrische Maschine 11, wenn der Antriebsstrang 6 keine zweite Kupplung 14 und keine zweite elektrische Maschine 13 umfasst, alternativ zu der dargestellten Variante im zweiten Gehäuse 23, oder die erste Kupplung 12 im ersten Gehäuse 22 und die erste elektrische Maschine 11 im zweiten Gehäuse 23 aufgenommen sein können. Ferner könnten alternativ die zweite Kupplung 14 im ersten Gehäuse 22, u.zw. abtriebsseitig, d.h. zwischen erster und zweiter elektrischer Maschine 11, 13, und die zweite elektrische Maschine 13 im zweiten Gehäuse 23, oder überhaupt beide Kupplungen 12, 14 und elektrischen Maschinen 11, 13 jeweils im ersten oder zweiten Gehäuse 22, 23 aufgenommen sein. It goes without saying that the first clutch 12 and the first electrical machine 11, if the drive train 6 does not include a second clutch 14 or a second electrical machine 13, as an alternative to the variant shown in the second housing 23, or the first clutch 12 can be accommodated in the first housing 22 and the first electrical machine 11 in the second housing 23. Furthermore, the second clutch 14 in the first housing 22, u.zw. on the output side, i.e. between the first and second electrical machine 11, 13, and the second electrical machine 13 in the second housing 23, or both clutches 12, 14 and electrical machines 11, 13 in each case in the first or second housing 22, 23.

[0046] Das zweite Gehäuse ist optional zum Verankern des hinteren Fahrwerks 4 ausgebildet, welches die Räder 26 und jeweils eine Radaufhängung 27 für jedes Rad 26 umfasst. Zum Endantrieb 9 gehören hier neben dem Achsgetriebe 24 noch Antriebswellen 28, welche die Räder 26 treiben. The second housing is optionally designed for anchoring the rear chassis 4, which comprises the wheels 26 and a wheel suspension 27 for each wheel 26. In addition to the axle drive 24, the final drive 9 also includes drive shafts 28 which drive the wheels 26.

[0047] Im Beispiel der Fig. 2 ist der Motorblock 21 der Verbrennungskraftmaschine 7 optional an seiner dem Rohr 15 abgewandten Seite zum Verankern des vorderen Fahrwerks 3, insbesondere der Radaufhängung 29 für die Vorderräder 30, ausgebildet. Alternativ dazu treibt der Endantrieb 9 das vordere Fahrwerk 3 des Fahrzeugs, welches in diesem Fall optional am zweiten Gehäuse 23 verankert ist. In the example of FIG. 2, the engine block 21 of the internal combustion engine 7 is optionally designed on its side facing away from the pipe 15 for anchoring the front chassis 3, in particular the wheel suspension 29 for the front wheels 30. Alternatively, the final drive 9 drives the front chassis 3 of the vehicle, which in this case is optionally anchored on the second housing 23.

[0048] Im Beispiel der Fig. 1 hat der Zentralrohrrahmen 2 einen zweiarmigen Träger 31, an welchem das vordere Fahrwerk 3 des Fahrzeugs verankert ist. Jeder Trägerarm 31, 31, des Trägers 31 ist an jeweils einer Lateralseite des ersten Gehäuses 22 verankert. Ferner umgreifen die Trägerarme 31, 31, den Motorblock 21 der Verbrennungskraftmaschine 7 an seinen Lateralseiten, d.h. jeder Trägerarm 31, 31, wird - ohne direkten Kontakt - an jeweils einer Lateralseite des Motorblocks 21 vorbeigeführt und überragt den Motorblock 21 an seiner dem Rohr 15 abgewandten Seite in Axialrichtung des Zentralrohrahmens 2. In the example of FIG. 1, the central tubular frame 2 has a two-armed support 31 on which the front chassis 3 of the vehicle is anchored. Each support arm 31, 31 of the support 31 is anchored on a respective lateral side of the first housing 22. Furthermore, the support arms 31, 31 encompass the engine block 21 of the internal combustion engine 7 on its lateral sides, i. each support arm 31, 31 is guided past a respective lateral side of the engine block 21 - without direct contact - and projects beyond the engine block 21 on its side facing away from the tube 15 in the axial direction of the central tubular frame 2.

[0049] In diesem Beispiel ist ferner an den Trägerarmen 31,, 31, ein optionales drittes Gehäuse 32 (hier: etwa mittig zwischen den Trägerarmen 31,, 31ı) verankert. Das dritte Gehäuse 32 ist in der dargestellten Ausführungsform vom Motorblock 21 an seiner dem Rohr 15 abgewandten Seite beabstandet, könnte jedoch alternativ oder zusätzlich an dieser Seite des Motorbocks 21 In this example, an optional third housing 32 (here: approximately in the middle between the support arms 31 ,, 31ı) is anchored on the support arms 31 ,, 31. In the embodiment shown, the third housing 32 is spaced apart from the engine block 21 on its side facing away from the pipe 15, but could alternatively or additionally on this side of the engine bracket 21

verankert sein. In dem dritten Gehäuse 32 sind eine dritte elektrische Maschine 33 und ein weiteres Achsgetriebe 34 aufgenommen, welches über vordere Antriebswellen 35 das vordere Fahrwerk 3 des Fahrzeugs, d.h. die Vorderräder 30, antreibt. be anchored. A third electrical machine 33 and a further axle drive 34 are accommodated in the third housing 32, which drives the front chassis 3 of the vehicle, i. E. the front wheels 30, drives.

[0050] In Ausführungsform nach Fig. 2 entfällt der Träger 31. Stattdessen ist das dritte Gehäuse 32 an der dem Rohr 15 abgewandten Seite des Motorblocks 21 der Verbrennungskraftmaschinen 7 verankert. Auch in diesem Fall treibt die im dritten Gehäuse 32 untergebrachte dritte elektrische Maschine 33 über das weite Achsgetriebe 34 das vordere Fahrwerk 3 des Fahrzeugs. Die vordere Radaufhängung 29 ist in diesem Beispiel am dritten Gehäuse 32 verankert. In the embodiment according to FIG. 2, the carrier 31 is omitted. Instead, the third housing 32 is anchored on the side of the engine block 21 of the internal combustion engine 7 facing away from the pipe 15. In this case too, the third electric machine 33 accommodated in the third housing 32 drives the front chassis 3 of the vehicle via the wide axle drive 34. The front wheel suspension 29 is anchored on the third housing 32 in this example.

[0051] Optional wird die dritte elektrische Maschine 33 - wie die erste und die zweite elektrische Maschine 11, 13 - im Motorbetrieb aus dem elektrischen Energiespeicher 18 gespeist bzw. speist im Generatorbetrieb den elektrischen Energiespeicher 18, z.B. jeweils über die Leistungselektronik 19. Im Allgemeinen wird die dritte elektrische Maschine 33 unabhängig von den beiden anderen elektrischen Maschinen 11, 13, d.h. auch über eine separate Leistungselektronik 19 gespeist. Es versteht sich, dass die dritte elektrische Maschine 33 auch in der Ausführungsform des Antriebsstrangs 6 ohne zweite elektrische Maschine 13 eingesetzt werden kann. Optionally, the third electrical machine 33 - like the first and the second electrical machine 11, 13 - is fed from the electrical energy store 18 in motor operation or feeds the electrical energy store 18, e.g. in each case via the power electronics 19. In general, the third electrical machine 33 is independent of the two other electrical machines 11, 13, i.e. also fed via separate power electronics 19. It goes without saying that the third electrical machine 33 can also be used in the embodiment of the drive train 6 without a second electrical machine 13.

[0052] In der alternativen Ausführungsform, in welchen der Antriebsstrang 6 das vordere Fahrwerk 3 treibt, treibt umgekehrt die dritte elektrische Maschine 33 das hintere Fahrwerk 4. In the alternative embodiment, in which the drive train 6 drives the front landing gear 3, conversely, the third electrical machine 33 drives the rear landing gear 4.

[0053] Ein optionaler Aufprallschutz 36 mit einem Stoßfänger 37 ist beispielsweise an den Trägerarmen 31,, 31, (Fig. 1) oder an dem dritten Gehäuse 32 (Fig. 2) verankert. An optional impact protection 36 with a bumper 37 is anchored, for example, on the support arms 31, 31 (FIG. 1) or on the third housing 32 (FIG. 2).

[0054] Fig. 4 zeigt das Fahrgestell 1 einer landwirtschaftlichen Zugmaschine, z.B. eines Traktors, welches mit dem Zentralrohrrahmen 2 und dem Antriebsstrang 6 gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 ausgestattet ist. Es versteht sich, dass das Fahrgestell 1 der landwirtschaftlichen Zugmaschine alternativ mit einer anderen der beschriebenen Varianten des Zentralrohrrahmens 2 bzw. des Antriebsstrangs 6, z.B. jener mit einem Träger 31 ausgestatteten Variante gemäß Fig. 1 oder einer Variante mit nur zwei oder nur der einen (ersten) elektrischen Maschine 11 gebildet sein kann. Figure 4 shows the chassis 1 of an agricultural tractor, e.g. a tractor, which is equipped with the central tubular frame 2 and the drive train 6 according to the embodiment of FIG. It goes without saying that the chassis 1 of the agricultural tractor can alternatively be equipped with another of the described variants of the central tubular frame 2 or the drive train 6, e.g. that variant equipped with a carrier 31 according to FIG. 1 or a variant with only two or only one (first) electrical machine 11 can be formed.

[0055] In Fig. 5 ist eine den Zentralrohrrahmen 2 umfassende Variante des Fahrgestells 1 eines Lastkraftwagens gezeigt. Das Fahrgestell 1 ist in diesem Beispiel dreiachsig; das hintere Fahrwerk 4 und das zweite Gehäuse 23 mit darin aufgenommener zweiter Kupplung 14, zweiter elektrischer Maschine 13, optionalem Wechselgetriebe 25 und Achsgetriebe 24 ist gleichsam verdoppelt als viertes Gehäuse 38, an welchem ein zweites hinteres Fahrwerk 39 verankert ist, das die dritte Fahrzeugachse bildet. Das zweite hintere Fahrwerk 39 ist optional ebenfalls angetrieben, z.B. über einen aus dem zweiten Gehäuse 23 herausgeführten Wellstummel 40, welcher über ein zweites hinteres Achsgetriebe 41 das zweite hintere Fahrwerk 39 antreibt. 5 shows a variant of the chassis 1 of a truck that includes the central tubular frame 2. The chassis 1 is triaxial in this example; the rear chassis 4 and the second housing 23 with the second clutch 14, the second electric machine 13, the optional change gear 25 and the axle gear 24 is doubled as a fourth housing 38, on which a second rear chassis 39 is anchored, which forms the third vehicle axle . The second rear landing gear 39 is optionally also powered, e.g. via a shaft stub 40 which is led out of the second housing 23 and which drives the second rear chassis 39 via a second rear axle drive 41.

[0056] Im Beispiel der Fig. 5 sind in dem vierten Gehäuse 38 ferner eine optionale vierte elektrische Maschine 42 und ein an das zweite hintere Achsgetriebe 41 angeschlossenes optionales zweites Wechselgetriebe 43 aufgenommen; dabei ist optional der Wellenstummel 40 direkt mit der zweiten elektrischen Maschine 13 verbunden. Die vierte elektrische Maschine 42 ist in diesem Beispiel über eine dritte Kupplung 44 mit den Wellenstummel 40 lösbar verbunden und treibt das zweite Wechselgetriebe 43; alternativ entfallen der Wellenstummel 40 und die dritte Kupplung 44, sodass die vierte elektrische Maschine 42 - ähnlich der dritten elektrischen Maschine 33 am vorderen Fahrwerk 3 - unabhängig vom Antriebsstrang 6 das zweite hintere Fahrwerk 39 treibt. Auch die vierte elektrische Maschine 42 speist optional den elektrischen Energiespeicher 18 bzw. wird von diesem gespeist, z.B. jeweils über Leistungselektronik 19. In the example of FIG. 5, an optional fourth electrical machine 42 and an optional second change gear 43 connected to the second rear axle gear 41 are also received in the fourth housing 38; The stub shaft 40 is optionally connected directly to the second electrical machine 13. In this example, the fourth electrical machine 42 is detachably connected to the shaft stub 40 via a third clutch 44 and drives the second change gear 43; alternatively, the stub shaft 40 and the third clutch 44 are omitted, so that the fourth electric machine 42 - similar to the third electric machine 33 on the front chassis 3 - drives the second rear chassis 39 independently of the drive train 6. The fourth electrical machine 42 also optionally feeds the electrical energy store 18 or is fed by it, e.g. each via power electronics 19.

[0057] Fig. 6 zeigt ein Beispiel, in welchem der Endantrieb 9 eine Antriebsachse 45 und einen von dieser angetriebenen Propeller 46 für ein durch einen Bootsrumpf 47 versinnbildlichtes Wasserfahrzeug umfasst. Die Funktion und das Zusammenwirken der Verbrennungskraftmaschine 7 mit zumindest einer elektrischen Maschine 11, 13 entspricht weitgehend jenen zuvor für Landfahrzeuge beschriebenen Varianten, wie dem Fachmann unmittelbar ersichtlich ist. Ferner kann der Zentralrohrrahmen 2 als tragendes bzw. verstärkendes Element für das Wasserfahrzeug genutzt werden. 6 shows an example in which the final drive 9 comprises a drive axle 45 and a propeller 46 driven by this for a water vehicle symbolized by a boat hull 47. The function and the interaction of the internal combustion engine 7 with at least one electrical machine 11, 13 largely corresponds to the variants described above for land vehicles, as is immediately apparent to the person skilled in the art. Furthermore, the central tube frame 2 can be used as a load-bearing or reinforcing element for the watercraft.

[0058] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten, Modifikationen und deren Kombinationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen. The invention is not limited to the illustrated embodiments, but includes all variants, modifications and combinations thereof that fall within the scope of the attached claims.

Claims (16)

PatentansprücheClaims 1. Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere ein Land- oder Wasserfahrzeug, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (7) mit einer Ausgangswelle (8), eine elektrische Maschine (11), einen Endantrieb (9), eine Verbindungswelle (10) zwischen der Ausgangswelle (8) und dem Endantrieb (9) und eine Kupplung (12) zum lösbaren Verbinden der elektrischen Maschine (11) mit der Ausgangswelle (8), wobei die Ausgangswelle (8), die Verbindungswelle (10) und die elektrische Maschine (11) im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (10) mit Radialabstand (R) in einem Rohr (15) des Antriebsstrangs (6) aufgenommen ist, wobei in dem durch den Radialabstand (R) zwischen dem Rohr (15) und der Verbindungswelle (10) ausgebildeten Ringraum (16) ein Kraftstoffbehälter (17) und/oder ein elektrischer Energiespeicher (18) aufgenommen ist. 1. Drive train for a vehicle, in particular a land or water vehicle, comprising an internal combustion engine (7) with an output shaft (8), an electrical machine (11), a final drive (9), a connecting shaft (10) between the output shaft (8) ) and the final drive (9) and a coupling (12) for releasably connecting the electrical machine (11) to the output shaft (8), the output shaft (8), the connecting shaft (10) and the electrical machine (11) essentially are arranged coaxially to one another, characterized in that the connecting shaft (10) is received with radial spacing (R) in a tube (15) of the drive train (6), in which by the radial spacing (R) between the tube (15) and the Connecting shaft (10) formed annular space (16) a fuel tank (17) and / or an electrical energy store (18) is added. 2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (16) in zwei oder mehrere Kammern (K;) unterteilt ist. 2. Drive train according to claim 1, characterized in that the annular space (16) is divided into two or more chambers (K;). 3. Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (12) zwischen der Ausgangswelle (8) und der Verbindungswelle (10) liegt, wobei die elektrische Maschine (11) auf die Verbindungswelle (10) aufgesteckt ist. 3. Drive train according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling (12) lies between the output shaft (8) and the connecting shaft (10), the electrical machine (11) being slipped onto the connecting shaft (10). 4. Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (11) auf die Verbindungswelle (10) an ihrer der Ausgangswelle (8) zugewandten Seite aufgesteckt ist, und dass der Antriebsstrang (6) eine mit dem Endantrieb (9) verbundene zweite elektrische Maschine (13) und eine zweite Kupplung (14) zum lösbaren Verbinden der zweiten elektrischen Maschine (13) mit der Verbindungswelle (10) umfasst. 4. The drive train according to claim 3, characterized in that the electrical machine (11) is plugged onto the connecting shaft (10) on its side facing the output shaft (8), and that the drive train (6) is connected to a final drive (9) second electrical machine (13) and a second coupling (14) for releasably connecting the second electrical machine (13) to the connecting shaft (10). 5. Antriebsstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kupplungen (12, 14) voneinander unabhängig schaltbar sind. 5. Drive train according to claim 4, characterized in that the two clutches (12, 14) can be switched independently of one another. 6. Antriebsstrang nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektrischen Maschinen (11, 13) voneinander unabhängig regelbar sind. 6. Drive train according to claim 4 or 5, characterized in that the two electrical machines (11, 13) can be controlled independently of one another. 7. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Endantrieb (9) ein Achsgetriebe (24) und zwei Antriebswellen (28) für ein Landfahrzeug umfasst. 7. Drive train according to one of claims 1 to 6, characterized in that the final drive (9) comprises an axle drive (24) and two drive shafts (28) for a land vehicle. 8. Antriebsstrang nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Endantrieb (9) ferner ein dem Achsgetriebe (24) vorgelagertes Wechselgetriebe (25) umfasst. 8. Drive train according to claim 7, characterized in that the final drive (9) further comprises a gearbox (25) upstream of the axle drive (24). 9. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Endantrieb (9) eine Antriebsachse (45) und einen von dieser angetriebenen Propeller (46) für ein Wasserfahrzeug umfasst. 9. Drive train according to one of claims 1 to 6, characterized in that the final drive (9) comprises a drive axle (45) and a propeller (46) for a watercraft driven by this. 10. Zentralrohrrahmen für ein Fahrzeug, insbesondere ein Landfahrzeug, welcher zur Verankerung eines vorderen und eines hinteren Fahrwerks (3, 4) des Fahrzeugs und eines Fahrzeugaufbaus ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralrohrrahmen (2) einen Antriebsstrang (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält, wobei die Verbrennungskraftmaschine (7) und das Rohr (15) tragende Elemente des Zentralrohrrahmens (2) sind. 10. Central tubular frame for a vehicle, in particular a land vehicle, which is designed for anchoring a front and a rear chassis (3, 4) of the vehicle and a vehicle body, characterized in that the central tubular frame (2) has a drive train (6) according to one of the Claims 1 to 8 contains, wherein the internal combustion engine (7) and the tube (15) are supporting elements of the central tube frame (2). 11. Zentralrohrrahmen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralrohrrahmen (2) durch den Motorblock (21) der Verbrennungskraftmaschine (7), ein an dem Motorblock (21) verankertes erstes Gehäuse (22), das Rohr (15), welches an dem ersten Gehäuse (22) verankert ist, und ein an dem Rohr (15) verankertes zweites Gehäuse (23) gebildet ist, wobei die elektrische Maschine (11) auf die Verbindungswelle (10) aufgesteckt und das erste Gehäuse (22) zur Aufnahme der Kupplung (12) und der elektrischen Maschine (11) ausgebildet ist, und wobei das zweite Gehäuse (23) zur Aufnahme einer zweiten elektrischen Maschine (13) des Antriebsstrangs (6), eines von dieser gespeisten Wechselgetriebes (25) mit angeschlossenem Achsgetriebe (24) des Endantriebs (9) und einer zweiten Kupplung (14) zum lösbaren Verbinden der Verbindungswelle (10) mit der zweiten elektrischen Maschine (13) ausgebildet ist. 11. Central tubular frame according to claim 10, characterized in that the central tubular frame (2) through the engine block (21) of the internal combustion engine (7), a first housing (22) anchored to the engine block (21), the tube (15) which is connected to the first housing (22) is anchored, and a second housing (23) anchored to the tube (15) is formed, the electrical machine (11) being plugged onto the connecting shaft (10) and the first housing (22) for receiving the Coupling (12) and the electrical machine (11) is formed, and wherein the second housing (23) for receiving a second electrical machine (13) of the drive train (6), a change gear (25) fed by this with a connected axle gear (24 ) of the final drive (9) and a second coupling (14) for releasably connecting the connecting shaft (10) to the second electrical machine (13). 12. Zentralrohrrahmen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (23) zum Verankern und der Endantrieb (9) zum Antreiben des hinteren Fahrwerks (4) des Fahrzeugs ausgebildet sind. 12. Central tube frame according to claim 11, characterized in that the second housing (23) for anchoring and the final drive (9) for driving the rear chassis (4) of the vehicle are designed. 13. Zentralrohrrahmen nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorblock (21) der Verbrennungskraftmaschine (7) an seiner dem Rohr (15) abgewandten Seite zum Verankern des vorderen Fahrwerks (3) des Fahrzeugs ausgebildet ist. 13. Central tubular frame according to one of claims 10 to 12, characterized in that the engine block (21) of the internal combustion engine (7) is designed on its side facing away from the tube (15) for anchoring the front chassis (3) of the vehicle. 14. Zentralrohrrahmen nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralrohrrahmen (2) einen zweiarmigen Träger (31) zum Verankern des vorderen Fahrwerks (3) des Fahrzeugs umfasst, wobei jeder Trägerarm (31ı, 31.) an jeweils einer Lateralseite des ersten Gehäuses (22) verankert ist und die Trägerarme (31, 31.) den Motorblock (21) lateral umgreifen. 14. Central tube frame according to claim 11 or 12, characterized in that the central tube frame (2) comprises a two-armed support (31) for anchoring the front chassis (3) of the vehicle, each support arm (31ı, 31) on a respective lateral side of the first housing (22) is anchored and the support arms (31, 31.) grip around the engine block (21) laterally. 15. Zentralrohrrahmen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trägerarmen (311, 31.) ein drittes Gehäuse (32) verankert ist, welches von der dem Rohr (15) abgewandten Seite des Motorblocks (21) beabstandet und zur Aufnahme einer dritten elektrischen Maschine (33) und eines weiteren Achsgetriebes (34) für das vordere Fahrwerk (3) des Fahrzeugs ausgebildet ist. 15. Central tube frame according to claim 14, characterized in that a third housing (32) is anchored on the support arms (311, 31), which is spaced from the side of the engine block (21) facing away from the tube (15) and for receiving a third electrical machine (33) and a further axle drive (34) for the front chassis (3) of the vehicle is formed. 16. Zentralrohrrahmen nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Rohr (15) abgewandten Seite des Motorblocks (21) ein drittes Gehäuse (32) verankert ist, welches zur Aufnahme einer dritten elektrischen Maschine (33) und eines weiteren Achsgetriebes (34) zum Antreiben des vorderen Fahrwerks (3) des Fahrzeugs ausgebildet ist. 16. Central tubular frame according to claim 13 or 14, characterized in that on the side of the engine block (21) facing away from the tube (15) a third housing (32) is anchored, which is for receiving a third electrical machine (33) and a further axle drive (34) is designed to drive the front chassis (3) of the vehicle. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen For this purpose 2 sheets of drawings
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