DE10111137A1 - Electric motor continuously variable transmission (CVT) combination for fuel-cell powered commercial vehicle, has each CVT-gear-shaft torsionally resistantly joined to a drive motor - Google Patents

Electric motor continuously variable transmission (CVT) combination for fuel-cell powered commercial vehicle, has each CVT-gear-shaft torsionally resistantly joined to a drive motor

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Abstract

An electric motor-CVT-combination for fuel cell-powered commercial vehicle in which the CVT- gear housing (1a), the housing (1b) of a series-connected differential gearing and a continuing drive path, form one structural unit .The CVT-gear shafts (3,10) each torsionally resistantly join a drive motor (2,8), and the cone friction disc sets (4,9) are mounted without twist on their shafts (3,10) and are torsionally resistantly connected to the continuing base (6,12) of the drive path, or the dedicated gear-shaft (3,10) can be directly joined to one output base (6,12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektromotor-CVT-Kombination insbesondere für brennstoffzellenbetriebene Nutzfahrzeugantriebe mit den in dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 2 und 3 angegebenen Merk­ malen.The invention relates to an electric motor-CVT combination, in particular for fuel cell-operated ones Commercial vehicle drives with the specified in the preamble of claims 1, 2 and 3 to paint.

Ihr(e) Zweck und Aufgabe besteht im wesentlichen in der Schaffung einer Ausführungs- und Einsatz­ weise für solche Antriebe, die es ermöglicht, die für den leistungsstarken Nutzfahrzeugantrieb zu schwachen herkömmlichen CVT-Antriebskomponenten im Nutzfahrzeugsektor dennoch einsetzen zu können, um den vorteilhaften "Fahrhyperbel-Drehmomentenverlauf" im Antriebsstrang bei konstruktiv günstigen Ausführungsweisen auszunutzen.Its purpose and task essentially consists in the creation of an implementation and use wise for such drives, which makes it possible for the powerful commercial vehicle drive weak conventional CVT drive components in the commercial vehicle sector can constructively to the advantageous "driving hyperbole torque curve" in the drive train to take advantage of favorable designs.

In Brennstoffzellen (BZ) [1, 2] wird vorteilhafterweise gegenüber anderen Verfahren unter Vermeidung des Umweges über die Wärme- und mechanische Energie durch direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie eine erhöhte Energieausbeute erzielt und eine geringere Umweltbe­ lastung gegenüber herkömmlichen Energienutzungs- und Antriebskonzeptionen verursacht [2, 3, 4].In fuel cells (FC) [1, 2] is advantageously compared to other methods Avoiding the detour via thermal and mechanical energy through direct conversion of chemical in electrical energy achieves an increased energy yield and a lower environmental impact load compared to conventional energy use and drive concepts [2, 3, 4].

Darüber hinaus liegen in Folge der Nutzbarkeit
In addition, due to usability

  • - noch reichlich vorhandene gasförmiger H2-haltiger Brennstoffe fossiler Herkunft, geeignet zur Aufbereitung zum Brennstoffzellenbrennstoff,- still abundant gaseous H2-containing fuels of fossil origin, suitable for Preparation for fuel cell fuel,
  • - regenerative Energien zur Wasser-Elektrolyse,- regenerative energies for water electrolysis,
  • - heimischer Brennstoffressourcen (Biogas, Methanol) [5, 6],- domestic fuel resources (biogas, methanol) [5, 6],
  • - und riesiger Mengen (zwar noch nicht erschlossener) stark H2-haltiger Gashydrate am Meeresboden als Brennstoffzellen-Brennstoff [7, 9, 12], oder zumindest als Ausgangsgrundstoff zu solchen,- and huge amounts (although not yet developed) of highly H2-containing gas hydrates on the seabed as fuel cell fuel [7, 9, 12], or at least as a starting material for such,

für weitreichende Zukunftsperioden äußerst günstige Einsatzperspektiven für die Brennstoffzelle im KFZ-Einsatz vor. Sie ist daher, obwohl ihre Entwicklung z. Z. noch nicht abgeschlossen ist, als zukünf­ tiger Energieversorger für den KFZ-Antrieb wissenschaftlich anerkannter Favorit [9, 10, 11, 12, 13]. Ihre Tauglichkeit und Vorzüge für den KFZ-Einsatz wurden bereits in verschiedenen Versuchsprojekten [3, 8, 13, 14] unter Beweis gestellt.For far-reaching future periods, extremely favorable application prospects for the fuel cell in the Motor vehicle use before. It is therefore, although its development z. Z. is not yet complete, as future tiger energy supplier for the vehicle drive scientifically recognized favorite [9, 10, 11, 12, 13]. Your Suitability and advantages for vehicle use have already been used in various test projects [3, 8, 13, 14] demonstrated.

Da die effizienteste Treibstoffform für die Brennstoffzelle, reiner Wasserstoff, in der nähesten Zukunft unter wirtschaftlich vertretbaren Bedingungen nicht zur Verfügung stehen wird, ist eine Brennstoffauf­ bereitung an Bord mittels eines Reformers als die obligatorische Lösung anzusehen. Als nachteilig beim KFZ-Einsatz sind die in Kauf zu nehmenden Gewichtsbelastungen durch den Reformer und zusätzlich erforderlicher Hilfsaggregate. Dieser Nagativ-Nebenefffekt wirkt sich bei Nutzfahrzeugen am wenigsten aus, sodaß für dieses Einsatzgebiet die Brennstoffzelle mit vorgenannter Versorgungsweise geradezu prädestiniert ist, womit zu gegebener Zeit die Realisierung solcher Antriebskonzeptionen naheliegt. Because the most efficient form of fuel for the fuel cell, pure hydrogen, in the near future will not be available under economically justifiable conditions, fuel is on preparation on board by means of a reformer to be regarded as the obligatory solution. As a disadvantage of Motor vehicle use is the weight loads to be accepted by the reformer and additionally required auxiliary units. This nagative side effect has the least effect on commercial vehicles off, so that for this application the fuel cell with the aforementioned supply method practically is predestined, which makes the realization of such drive concepts obvious at the appropriate time.  

Trotz der bereits höheren Effizienz in der Energieumsetzung beim Einsatz der umweltfreundlicheren Brennstoffzelle bleibt den Entwicklern und der(n) gesamten Volkswirtschaft(en) die Verpflichtung zum sparsamen Umgang mit den verbleibenden Energieressourcen. Hierbei ist allenfalls die gesamte Energieflußkette bei den Verbrauchern einzubeziehen - im vorliegenden Einsatzfall auch der weitere Transfer mechanischer Energie im KFZ-Antriebspfad. Die Minimierung der Verluste des die Erfindung betreffenden KFZ-Antriebsstrangs ist daher mit ein Hauptziel vorliegenden Erfindungsgedankens.Despite the already higher efficiency in energy conversion when using the more environmentally friendly Fuel cells remain an obligation for developers and the entire economy (s) for the economical use of the remaining energy resources. At most, this is the whole Include energy flow chain among consumers - in the present application also the other one Transfer of mechanical energy in the vehicle drive path. Minimizing the losses of the invention relevant motor vehicle powertrain is therefore with a main aim of the present inventive concept.

Der elektromotorische Antrieb ist für die Nutzung der Brennstoffzelle für den KFZ-Antrieb obliga­ torisch. Aber auch ohne Brennstoffzellenversorgung liefert er an sich schon einen Beitrag zur Min­ derung der Imissionsmisere, insbesondere für Ballungsgebiete. In verschiedenen Forschungs- und auch KFZ-Vorserienprojekten hat er sich als realisierbar, nützlich und zukunftweisend erwiesen [10, 15, 16, 17].The electric motor drive is mandatory for the use of the fuel cell for the motor vehicle drive toric. But even without a fuel cell supply, it already makes a contribution to the min Reduction of the immission misery, especially for conurbations. In various research and also Pre-series automotive projects have proven to be feasible, useful and forward-looking [10, 15, 16, 17].

Auffallend an derzeitigen Einsatzgepflogenheit ist, daß bei den meisten Entwicklungsprojekten, in denen sowohl (in einer abklingenden Tendenz) Gleichstrommotore mit Nebenschlußcharakteristik, als auch (in zunehmenderweise) Drehstrommotore mit induziertem Feld als Asynchronmaschinen oder Drehstrom­ synchronmaschinen Einsatz finden - alle weitgehend mit Nebenschlußcharakteristik zur Anwendung kommen. Die von der Urzeit der KFZ-Entwicklung her bekannte Erfordernis einer Drehmomenten­ wandlung im Antriebspfad nach dem bekannten Begriff "Fahrhyperbel" bleibt weitgehend unberück­ sichtigt. Zwar sind zweistufige Elektromotor-Getriebekombinationen aus Entwicklungsprojekten bekannt, auch gibt es Elektromotormodifikationen, die in ihrem Drehmoment in (Teil-)Drehzahlbe­ reichen Hyperbelcharakter aufweisen, jedoch werden diese "teilweisen Anpassungen" bei weitem nicht der Fahrhyperbel herkömmlicher mehrfach gestufter KFZ-Getriebe gerecht. Näheres zu dieser Thematik beinhalten auch die Literaturstellen [15, 16, 17] und auch Fig. 5. Die genannten Literaturstellen beschrei­ ben auch bereits praktisch ausgeführte Projekte, die mittels eines nachgeschalteten CVT Hyperbel- Drehmomentenverläufe aufweisen. Diese Projekte lagen jedoch leistungsmäßig weit unterhalb der den vorliegenden Erfindungsgegenstand zugedachten Leistungsklassen.What is striking about current usage is that most development projects in which both DC motors with shunt characteristics (in a declining tendency) and (increasingly) three-phase motors with an induced field as asynchronous machines or three-phase synchronous machines are used - all largely with shunt characteristics , The requirement of torque conversion in the drive path known from the prehistoric age of vehicle development according to the well-known term "driving hyperbole" remains largely unconsidered. Although two-stage electric motor-gearbox combinations are known from development projects, there are also electric motor modifications that have hyperbolic character in their torque in (partial) speed ranges, but these "partial adjustments" do not do justice to the driving hyperbole of conventional multi-stage automotive transmissions. References [15, 16, 17] and also Fig. 5 also contain more on this subject . The references mentioned also describe projects which have already been carried out and which have hyperbolic torque profiles by means of a downstream CVT. In terms of performance, however, these projects were far below the performance classes intended for the present subject matter of the invention.

Durch die auf die Zugkraft sich günstig auswirkende Drehmomentenwandlung im Übertragungsstrang läßt sich auch die Dimensionierung der Antriebsmaschine kleiner haften, womit sich auch die Verluste in vielen, den häufigsten Betriebsbereichen reduzieren lassen. Daher ist es vorteilhaft, Elektromotore mit stufenlosen Getrieben (CVT) zu koppeln.Due to the torque conversion in the transmission line, which has a favorable effect on the tensile force the dimensioning of the drive machine can also be smaller, which also results in losses many, the most common operating areas. Therefore, it is advantageous to use electric motors to couple continuously variable transmissions (CVT).

Wie den meisten Kraftmaschinen eigen, wird auch der Wirkungsgrad der Elektromotore von Drehzahl und Leistung mit der er betrieben wird, beeinflußt. Zur Vermeidung bzw. zur Einschränkung von Ver­ lusten ist daher immer ein günstiger Kennfeldbereich für seinen Einsatz anzustreben, der meist im oberen Leistungsbereich liegt. Die Schaffung von Antriebskonzeptionen, die dies ermöglichen, ist ein wesentliches Ziel des Erfindungsgedankens.Like most engines, the efficiency of electric motors is also dependent on speed and performance with which it is operated. To avoid or limit Ver lusten is always a favorable map area to strive for its use, which is usually in the upper performance range. The creation of drive concepts that make this possible is a essential goal of the inventive idea.

Der derzeitige Entwicklungs- und Einsatz-Stand des elektromotorischen KFZ-Antriebes ist weitgehend - außer Bussen - auf den PKW-Sektor fixiert. Die (Vor-)Serienprodukte solcher Antriebskomponenten sind für den angestrebten Nutzfahrzeugeinsatz mit seinem wesentlich höheren Leistungsbedarf zu schwach. Einer naheliegenden, machbaren Vergrößerung steht bei dem großen Belastungsspektrum im Nutzfahrzeugsektor entgegen, daß dann bei geringer Auslastung die Verluste wiederum relativ hoch sind. Auch bedingen quasi Sonderausführungen, zumindest Serien kleinerer Stückzahlen, relativ hohe Herstellungskosten.The current development and application status of the electric motor vehicle drive is largely - except buses - fixed on the car sector. The (pre) series products of such drive components  are for the intended commercial vehicle use with its much higher power requirements weak. An obvious, feasible enlargement stands in the large load spectrum in Commercial vehicle sector counter that the losses are then relatively high with low utilization are. Special designs, at least series of smaller quantities, also require relatively high versions Production costs.

Ziel vorliegenden Erfindungsgegenstandes ist daher auch KFZ-Elektroantriebskonzeptionen zu schaffen, die den wirtschaftlichen Einsatz in größeren Serien hergestellter (was in Zukunft zu erwarten ist), dem PKW-Einsatz zugedachte Elektromotorkomponenten ermöglichen, was auch für die anschließend behandelten mechanischen CVT-Komponenten gilt.The aim of the present subject matter of the invention is therefore also to create automotive electric drive concepts, which the economic use in larger series manufactured (which can be expected in the future), the Electric motor components intended for use in cars make possible what also for the subsequent ones treated mechanical CVT components applies.

CVT (Continously Variable Transmission) gehören als KFZ-Antriebskonzeptionen im Zusammen­ hang mit Brennkraftmaschinen zum Stande der Technik. Als Ergänzung zu den kurz angeführten Ausführungsmerkmalen im Oberbegriff der Ansprüche 1, 2 und 3 wird auf Literartur [18, 19, 20] verwiesen. Solche Antriebskonzeptionen haben sich in Studien,- Forschungs- und bereits auch in PKW-Serienprojekten als vorteilhaft und zukunftweisend erwiesen. Mit Energiespareffekten, Fahr­ komfortsteigerung und vor allem in der durch sie gegebenen Möglichkeit zur optimalen, vorstehend behandelten Motorkraftnutzung bergen sie vorteilhafte Funktionseigenschaften für den KFZ-Antrieb. Praktische CVT-Anwendungen im (allerdings leistungsschwachen) Nutzfahrzeugsektor haben sich ebenfalls bereits bewährt [5, 16, 17].CVT (Continuously Variable Transmission) belong together as motor vehicle drive concepts Hang with state of the art internal combustion engines. As a supplement to the briefly listed Design features in the preamble of claims 1, 2 and 3 are based on literatures [18, 19, 20] directed. Such drive concepts have been found in studies, research and already in Series car projects have proven to be advantageous and forward-looking. With energy saving effects, driving Increase in comfort and above all in the possibility given by them for optimal, prominent treated engine power use, they contain advantageous functional properties for the motor vehicle drive. Practical CVT applications in the (but underperforming) commercial vehicle sector have emerged also already proven [5, 16, 17].

Die Nutzung der Funktionsvorteile, die ein CVT im KFZ-Antriebsstrang ermöglicht, wird in Anbetracht eines zunehmenden Einsatzes des Elektroantriebes im Zusammenhang mit der zukunftsorientierten Stromversorgung durch die Brennstoffzelle, auch auf den Nutzfahrzeugsektor interessant und vakant.The use of the functional advantages that a CVT enables in the vehicle drive train is being considered an increasing use of the electric drive in connection with the future-oriented Power supply from the fuel cell, also interesting and vacant for the commercial vehicle sector.

Im Gegensatz zum PKW-Einsatz, wo der zeitlich häufigste Einsatz sich im "Schnellen" abspielt, liegt bei Nutzfahrzeugen, insbesondere bei den dazugehörenden Arbeitsfahrzeugen wie Baumaschinen u. dglch. zeitanteilig der Einsatzschwerpunkt im "Langsamen" bei meist noch hoher Drehmomentenbe­ lastung. CVT's nach dem derzeitigen Entwicklungsstand sind jedoch für leistungsstarke Nutzfahrzeuge zu schwach. In der noch etwas im Fluß befindlichen Fortentwicklung stecken zwar noch gewisse Leistungssteigerungspotentiale, jedoch zeichnen sich darin auch natürliche Grenzen ab. Zum einem ist in der Kontaktflächenbelastung der Friktionsgetriebe eine Grenze zu sehen, da die Hertz'sche-Pressung Grenzen setzt. Mit einer naheliegenden Verminderung dieses Mankos durch Vergrößern der Kontakt­ flächen müssen jedoch zwangsläufig erhöhte Reibungsverluste in Kauf genommen werden, die durch die wenn auch geringen Relativ(dreh)bewegungen der in Reibkontakt stehenden Reibpartner Übertragungs­ strang-Reibscheibe, nachteiligerweise auftreten. Zum anderen bedingt ein übermäßiges Verstärken (mit gewichtssteigernden Folgen) des Zug- oder Schubstranges, oder eine Geschwindigkeitserhöhung des Stranges, durch die damit zunehmende auf ihn einwirkende Fliehkraft eine Verminderung des Nutzzug­ anteiles und somit der übertragbaren Leistung. In contrast to the use of cars, where the most frequent use is in "fast" in commercial vehicles, especially in the associated work vehicles such as construction machinery and. dglch. pro rata temporis the focus of use in the "slow" with mostly still high torque load. However, CVTs according to the current state of development are for high-performance commercial vehicles too weak. Certain are still in the development, which is still somewhat in flux Performance enhancement potential, but there are also natural limits. For one thing is in to see a limit to the contact surface load of the friction gears, since the Hertzian pressure Sets limits. With an obvious reduction in this shortcoming by increasing the contact However, increased friction losses have to be accepted, which are caused by the albeit slight relative (rotational) movements of the friction partners in frictional contact strand friction disc, disadvantageously occur. On the other hand, excessive reinforcement (with weight-increasing consequences) of the pull or push line, or an increase in speed of the Stranges, due to the increasing centrifugal force acting on it, a reduction in the useful train share and thus the transferable performance.  

Aufgabe und Ziel des Erfindungsgedankes ist daher desweiteren, Möglichkeiten und Einsatzbedingun­ gen für den Einsatz von (anstrebenswerterweise vorhandener, bewährter und bereits in Serienfertigung befindlicher) CVT-Komponenten für leistungsstarke Elektroantriebe für Nutzfahrzeuge zu schaffen. Zu dessen Erfüllung besteht eine bekannte Möglichkeit, mit Leistungsverzweigung im Antriebspfad ein CVT anzuordnen. Das mit nur einem Teil der durchgesetzten Leistung beaufschlagt, ermöglicht bei zwar eingeschränktem wirksamen Regelbereich eine angestrebte Drehmomentenwandlung.The task and goal of the inventive idea is therefore further, possibilities and conditions of use conditions for the use of (desirable, existing, proven and already in series production ) CVT components for powerful electric drives for commercial vehicles. To fulfill this there is a known possibility with a power split in the drive path To arrange CVT. The fact that only a part of the implemented performance is applied enables at a limited effective control range, a desired torque conversion.

Lit. [20] behandelt verschiedene Aspekt zu dieser Thematik und beschreibt ein Ausführungsbeispiel.Ref. [20] deals with various aspects of this topic and describes an exemplary embodiment.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer CVT-Nullregel-KFZ-Antriebskonzeption liegt der Offenle­ gungsschrift DE 41 07 789 A1 zu Grunde. Deren wesentliche Absicht besteht darin, eine möglichst große Drehzahlspreizung zu erzielen, sowie eine Fahrtrichtungsumkehr in die Planetenschaltstrategie mit einzubeziehen, abgestimmt auf einen antriebsseitig vorgeschalteten hydrostatischen Drehmomenten­ wandler.Another embodiment of a CVT zero control motor vehicle drive concept is the Offenle supply document DE 41 07 789 A1. Their main intention is to make one possible to achieve large speed spread, as well as a reversal of direction in the planetary shift strategy to be included, coordinated with a hydrostatic torque upstream of the drive converter.

Weitere umfangreiche Planetenkombinationen, auch mit mehrfach angeordneten CVT's umfasst G 90 10 321.1. Die darin beanspruchten Mehrfach-CVT und Planetenkombinationen dienen zur Rückgewinnung, Speicherung und Nutzung von Bremsenergie, vorzugsweise zur Schaffung eines Hybridantriebes.Other extensive planetary combinations, including those with multiple CVTs G 90 10 321.1. The multiple CVT and planet combinations claimed therein serve for Recovery, storage and use of braking energy, preferably to create one Hybrid drive.

Zu den bereits mehrfach und mehrfältig bekundeten Aufgaben und Zielen des Erfindungsgedankens kommt ergänzend die Absicht hinzu, in letztgenannter Lösungsmöglichkeit die Funktion im Sinne einer Steigerung der Effizienz des Antriebs und der Schonung der CVT-Komponenten zu perfektionieren.On the tasks and goals of the inventive idea, which have already been expressed several times and in many different ways In addition, there is the intention to function in the sense of a Perfecting increased efficiency of the drive and the protection of the CVT components.

Die Lösung der genannten Aufgaben wird mit den aus den Patentansprüchen und aus den Beschrei­ bungen der Ausführungsbeispiele hervorgehenden Ausführungsmerkmalen erreicht.The solution of the above-mentioned tasks is achieved with the patent claims and the description Exercises of the exemplary embodiments resulting achievement.

In den nachfolgenden Beschreibungen werden an Hand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.In the following descriptions, embodiments of the Invention described.

Fig. 1 betrifft eine Antriebseinheit aus zwei Elektromotoren die alternativ einzeln, gemeinsam direkt, oder einzeln über ein CVT über ein Differential(verteiler)getriebe zwei getrennte an einer Starrachse gelagerte Treibräder des Fahrwerks antreiben, wobei CVT, Differential und Starrachse eine Baueinheit bilden.. Fig. 1 relates to a drive unit from two electric motors which alternatively individually, jointly directly, or individually via a CVT via a differential (distributor) gear drive two separate drive wheels of the chassis mounted on a rigid axle, CVT, differential and rigid axle forming a structural unit.

Fig. 2 zeigt eine in einen gemeinsamen Gehäuse untergebrachte Doppelanordnung einer Elektromotor- CVT-Kombination, mit je einem nachgeschalteten drehzahlreduzierenden Planetengetriebe das über Gelenkwellen mit je einen Rad des Fahrwerks in Drehverbindung steht. Fig. 2 shows a double arrangement housed in a common housing of an electric motor-CVT combination, each with a downstream speed-reducing planetary gear which is rotatably connected to each wheel of the chassis via cardan shafts.

Fig. 3 zeigt einen Einzelantrieb für ein Treibrad eines Fahrwerkes, bestehend aus mindestens einem Elektromotor mit einem nachfolgend verzweigten Leistungsfluß über ein CVT und einem direkt einem Umlauf-Überlagerungsgetriebe zugeführten Leistungspfad, mit Einrichtungen zur Bewirkung unter­ schiedlicher, den verschiedenen Betriebsbedingungen anpassbaren Kraftflußstrategien. Fig. 3 shows a single drive for a drive wheel of a chassis, consisting of at least one electric motor with a subsequently branched power flow via a CVT and a power path fed directly to a planetary superposition gear, with devices for effecting different power flow strategies that can be adapted to the different operating conditions.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführung zu dem in Fig. 3 dargestellten Überlagerungsgetriebe. FIG. 4 shows an alternative embodiment to the superposition gear shown in FIG. 3.

Fig. 5 veranschaulicht als Diagrammdarstellung die relativen Drehmonentenverläufe in Abhängigkeit der abtriebsdrehzahlproportionalen Fahrgeschwindigkeit einer Antriebskonzeption aus einem Elektro­ motor mit konstanter Drehmomentenkennlinie, als
 Fig. 5 illustrates as a diagram the relative torque profiles as a function of the output speed proportional driving speed of a drive concept from an electric motor with a constant torque characteristic, as

  • a) reine, hintereinandergeschaltete Elektromotor-CVT-Kombination mit RCVT = 6a) Pure, series-connected electric motor-CVT combination with R CVT = 6
  • b) reine, hintereinandergeschaltete Elektromotor-CVT-Kombination mit RCVT = 3b) pure, series-connected electric motor-CVT combination with R CVT = 3
  • c) Elektromotor-CVT-Kombination mit Leistungsverzweigung und einem Differential-Sammelgetriebe mit einem Planetenverhältnis uP1 = 1,0 und einem CVT-Regelbereich von RCVT = 6,c) electric motor-CVT combination with power split and a differential collective gear with a planetary ratio u P1 = 1.0 and a CVT control range of R CVT = 6,

sowie die relativen Antriebsmomentenverläufe der beiden Leistungspfade für Ausführungsfall c).and the relative drive torque curves of the two power paths for execution case c).

zu Fig. 1to Fig. 1

Der an dem Gehäuseteil 1a angeflanschte Elektromotor 2 trägt auf seiner verlängerten Welle 3 verdreh­ lose den Kegelreibscheibensatz 4, welcher mittels einer Kupplung 5 über Mitnehmerscheibe 5a und 5b mit der Motorwelle 3 verdrehfest verbunden werden kann. Alternativ ist über Mitnehmerscheibe 5c ein daran verdrehfest verbundenes Zahnrad 6 mit Motorwelle 3 koppelbar. Ein zweiter am bzw. im gleichen Gehäuse 1a untergebrachter analoger Antriebssatz, der über den Übertragungsstrang 7 mit erstem in reibschlüsssiger Drehverbindung steht, bestehend aus Elektromotor 8, Motorwelle 10, Kegelreibschei­ bensatz 9, Kupplung 11 steht über Zahnrad 12 ebenso wie ersterer mit einem zentralen Zahnrad 13 der Abtriebsbasis in Eingriff. Dieses ist verdrehfest mit einem Kegelrad 14 verbunden, das wiederum mit einem stegfesten Kegelrad 15 kämmt, welches mit den Zwischenrädern 16 und den Abtriebsrädern 17 ein im Gehäuseteil 1b sitzendes Differentialgetriebe bildet. Innerhalb einer Starrachse 1c, d, die mit den Getriebegehäusen 1a, b eine Baueinheit bildet, sind Triebwellen 18a, b zu Fahrzeugrädern geführt.The flanged to the housing part 1 a electric motor 2 carries on its elongated shaft 3 twistlessly the conical friction washer set 4 , which can be rotatably connected to the motor shaft 3 by means of a coupling 5 via drive plate 5 a and 5 b. Alternatively, a drive wheel 6 , which is connected to it in a rotationally fixed manner, can be coupled to the motor shaft 3 via the driving disk 5 c. A second on or in the same housing 1 a housed analog drive set, which is via the transmission line 7 with the first in a frictional rotary connection, consisting of an electric motor 8 , motor shaft 10 , conical friction plate set 9 , clutch 11 is via gear 12 as well as the former with a central Gear 13 of the output base in engagement. This is non-rotatably connected to a bevel gear 14 which in turn meshes with a fixed bevel gear web 15, 17 forms with the intermediate gears 16 and the driven wheels, a b-fitting in the housing part 1 differential gear. Within a rigid axle 1 c, d, which forms a structural unit with the gear housings 1 a, b, drive shafts 18 a, b are guided to vehicle wheels.

Die an die Kegelreibscheibenpaare 4, 9 angrenzend auf den Getriebewellen 3, 10 sitzende Kupplungen 5 und 11 können natürlich auch anderweitig positioniert sein und in einer anderen als der dargestellten Weise mit den zu kuppelnden Basen in Verbindung stehen. Zur Erfüllung der ihnen zugedachten Funktion weisen sie folgende Komponenten auf:
eine kegelreibscheibenfeste Komponente 5a, 11a,
eine getriebewellenfeste Komponente 5b, 11b,
eine zum Abtrieb führende Komponente 5c, 11c
eine die Komponenten 5a, 11a und 5c, 11c überbrückende Komponente 5d, 11d. The clutches 5 and 11 which are seated on the conical friction disk pairs 4 , 9 adjacent to the transmission shafts 3 , 10 can of course also be positioned in another way and are connected to the bases to be coupled in a manner other than that shown. To fulfill the function intended for them, they have the following components:
a component 5 a, 11 a that is fixed to a conical disk,
a component 5 b, 11 b fixed to the gear shaft,
a component leading to downforce 5 c, 11 c
a component 5 a, 11 a and 5 c, 11 c bridging component 5 d, 11 d.

Je nach Art der Einsatzfälle kann es erforderlich oder nützlich sein, in die Antriebspfade weitere drehzahlreduzierende Zahnrads tufen anzuordnen.Depending on the type of application, it may be necessary or useful to add more to the drive paths speed reducing gear stages to arrange.

Für den Betriebsfall des starren Durchtriebes (ohne Leistungsfluß über das CVT) sind starre Übersetzungsstufen so abgestimmt, daß ein wirtschaftlicher Motorbetriebsbereich einer häufig vorkommenden Fahrbetriebsweise zugeordnet ist.For the operation of the rigid through drive (without power flow via the CVT) are rigid Gear ratios matched so that an economical engine operating range is one occurring driving mode is assigned.

Als Betriebsweise bieten sich mehrere vorteilhafte, auf die jeweiligen Einsatzbedingungen und -Erfor­ dernisse abgestimmte Funktionsweisen an:
There are several advantageous modes of operation that are tailored to the respective operating conditions and requirements:

  • a) Bei hohem Drehmomentenbedarf und leistungsmäßig mäßiger Auslastung eines Antriebsmotors, z. B. Pos. 2, stellen die Kupplungkomponenten 5a und 5b den Kraftpfad über CVT 4/7/9, Kupplungskom­ ponenten 11a, 11b, Zahnräder 12, 13, 14 zum Differentialgetriebe her. Die Drehmomentenwandlung vollzieht sich nach bekannter Art im gleichen Verhältnis des Drehzahlwandelbereiches des CVT, wobei es vorteilhaft ist, je nach Kennliniencharakteristik des Motors 2 diesen in einem verlustarmen Drehzahl­ bereich zu betreiben.
    Der zweite stillstehend oder leerlaufend mitgeschleppte Antriebsmotor 8 steht für temporär auftretende Belastungsspitzen zur Leistungseinspeisung bereit, wodurch das CVT entlastet bzw. geschont wird.    a) In the case of high torque requirements and moderate utilization of a drive motor, e.g. B. Pos. 2, provide the coupling component 5 a and 5 b the force path through the CVT 4/7/9, Kupplungskom components 11 a, 11 b, gears 12, 13, 14 to the differential gear forth. The torque conversion takes place in a known manner in the same ratio of the speed conversion range of the CVT, it being advantageous, depending on the characteristic curve of the motor 2, to operate it in a low-loss speed range.
    The second drive motor 8, which is carried along idling or idling, is available for temporarily occurring load peaks for power feed-in, thereby relieving or protecting the CVT.
  • b) Für Betriebsfälle mit konstant hohem Leistungsbedarf ist der Betrieb beider Elektromotore vorge­ sehen. Hierbei kann wie vorstehend beschrieben der zweite Motor 8 zusätzlich zugeschaltet werden, oder sie treiben starr durch. Hierbei führt der Leistungspfad beider Motore 2, 8 direkt mittels der Kupp­ lungskomponenten 5b, 5c, 11b, 1c und Zahnräder 6, 12, 13 zum Differential. Diese Betriebsweise kann besonders in Anwendungsfällen, wo das Fahrzeug gleichzeitig als Arbeitsmaschine genutzt wird, z. B. bei Radladern bzw. Schaufelbaggern, wo hohe Belastungsspitzen auftreten können und Wirtschaft­ lichkeit hinter Betriebssicherheit zurücktreten muß, lebensdauererhaltend für das CVT sein.b) For operating cases with a constantly high power requirement, the operation of both electric motors is provided. Here, as described above, the second motor 8 can also be switched on, or they drive rigidly. Here, the power path of both motors 2 , 8 leads directly by means of the coupling components 5 b, 5 c, 11 b, 1 c and gears 6 , 12 , 13 to the differential. This mode of operation can be particularly useful in applications where the vehicle is also used as a working machine, e.g. B. in wheel loaders or shovel excavators, where high load peaks can occur and economy must withdraw behind operational safety, be life-preserving for the CVT.

Insbesondere aber auch für Fernfahrten bei hoher Fahrgeschwindigkeit bei hohem Antriebsleistungs­ bedarf ist diese Betriebsweise nützlich.In particular, however, also for long-distance journeys at high speeds with high drive power this mode of operation is useful if necessary.

Beim derzeitigen hohen Entwicklungsstand microprozessorgesteuerter Steuer- und Regeleinrichtungen ist ein intelligentes Getriebemanagement selbstverständlich, sodaß Auswahl- und Optimierungsprozesse für Schaltkombinationen und -Abläufe nach einem vorbestimmten Algorithmus ablaufen können. Auch ist vorteilhaft, die Kraftflußrichtung über das CVT nach bestimmten gespeicherten Belastungsphasen, unter Berücksichtigung übersetzungs- und lastabhängiger Lebensdauerkriterien wechseln zu lassen. Ebenso können sie die Lastanteile der Motore verlusteminimierend errechnen und einregeln.At the current high level of development of microprocessor-controlled control and regulating devices intelligent transmission management is a matter of course, so that selection and optimization processes for switching combinations and sequences can run according to a predetermined algorithm. Also it is advantageous to determine the direction of force flow via the CVT after certain stored load phases, to be changed taking into account translation and load-dependent service life criteria. You can also calculate and adjust the load components of the motors to minimize losses.

Die wesentlichen Vorteile dieser Elektromotor-CVT-Kombination bestehen somit
The main advantages of this electric motor-CVT combination thus exist

  • - in der Verfügbarkeit hoher Abtriebsdrehmomente,- in the availability of high output torques,
  • - in einer wirtschaftlich günstigen Auslastung der Antriebsmotore, - in an economically favorable utilization of the drive motors,  
  • - in einer das CVT schonenden Betriebsweise bei besonders harten Betriebsbedingungen,- in a mode of operation that is gentle on the CVT in particularly tough operating conditions,
  • - in der besseren, gleichmäßigeren Ausnutzung der Verschleißreserven des als Friktionsgetriebe ausge­ führten CVT durch einen möglichen Kraftflußrichtungswechsels im CVT,- In the better, more even use of the wear reserves of the friction gear led CVT through a possible change of power flow direction in the CVT,
  • - bei starrem Durchtrieb (unter vorgenannten Voraussetzungen) entfallen die Verlustleistungen des CVT und das CVT wird geschont,- In the case of a rigid drive (under the aforementioned conditions), the power losses of the CVT are eliminated and the CVT is spared,
  • - in einer konstruktiv günstigen Bauweise.- In a constructively favorable design.
zu Fig. 2to Fig. 2

Auf der verlängerten, als Getriebewelle 22 ausgebildeten Welle des Elektromotors 21 sitzt im Gehäuse 20 verdrehfest der Kegelreibscheibensatz 23, der über einen Übertragungsstrang 24 mit einem weiteren, auf der Abtriebswelle 26 verdrehfest angeordneten Reibscheibensatz 25 in reibschlüssiger Drehver­ bindung steht. Abtriebseitig auf der Abtriebsgetriebewelle 26 befindet sich ein Drehzahlreduzierge­ triebe in Form eines Planetengetriebes. Das abtriebswellenfeste innere Sonnenrad 27 steht mit am Steg 30 gelagerten Planetenrädern 27 im Zahneingriff, die desweiteren mit einem gehäusefesten Hohlrad 29 im Zahneingriff stehen. Die aus dem Gehäuses 20 herausragende mit dem Steg 30 verdrehfeste Ausgangswelle 31 trägt ein Gelenk 32, an das die anschließend zu einem Treibrad des Fahrzeuges führende Welle 33 angeflanscht ist.On the elongated, designed as a gear shaft 22 shaft of the electric motor 21 sits non-rotatably in the housing 20 of the conical friction disk set 23 , which is connected via a transmission line 24 with another, on the output shaft 26 non-rotatably arranged friction disk set 25 in a frictional rotary connection. On the output side on the output gear shaft 26 there is a speed reduction gear in the form of a planetary gear. The output shaft fixed inner sun wheel 27 is mounted on the web 30 with planet gears 27 in meshing engagement, which furthermore are in meshing engagement with a housing-fixed ring gear 29th The output shaft 31 , which projects from the housing 20 and is fixed against rotation with the web 30, carries a joint 32 to which the shaft 33 which subsequently leads to a drive wheel of the vehicle is flanged.

Eine im gleichen Gehäuse 20 angeordnete weitere Elektromotor-CVT-Kombination ist gleichgeartet, bestehend aus Elektromotor 35, kombinierte Motor-Getriebewelle 36, Antriebsreibscheibensatz 37, Übertragungselement 38, Abtriebsreibscheibensatz 39 Abtriebswelle 40, inneres Sonnenrad 41, Plane­ tenrad 42, Planetensteg 43, Hohlrad 44, Planetenstegwelle 45, Gelenk 46 und Treibradantriebswelle 47. Eine Schaltkupplung 48 zwischen den Antriebswellen 22 und 36 ermöglicht den Antrieb beider Kraft­ pfade mit nur einem Elektromotor.A further electric motor-CVT combination arranged in the same housing 20 is of the same type, consisting of electric motor 35 , combined motor-gear shaft 36 , drive friction disk set 37 , transmission element 38 , driven friction disk set 39 driven shaft 40 , inner sun gear 41 , planet gear 42 , planetary web 43 , ring gear 44 , Planetary shaft 45 , joint 46 and drive wheel drive shaft 47 . A clutch 48 between the drive shafts 22 and 36 enables the drive of both power paths with only one electric motor.

Eine weitere, nicht dargestellte Ausgestaltung besteht in der Anordnung einer ab- und zuschaltbaren Übertragungseinrichtung zwischen An- und Abtriebswelle 22, 26 und 36, 40 für Betriebsfälle, in denen Fahrgeschwindigkeit und ein wirtschaftlicher Betriebsbereich des Antriebsmotors gleichzeitig vorliegen. Beide Übertragungsstränge werden von einer elektronischen Steuer und Regeleinrichtung gesteuert und zwangsläufig auf eine annähernd gleiche Übersetzung eingeregelt. Desweiteren regelt sie entweder über die Stromversorgung der Motore oder über Übersetzungsdivergenzien der einzelnen CVT die Belastung der einzelnen Motore bzw. deren Lastaufteilung. Dabei kann zur Minimierung der Verluste die Rege­ lung so vonstatten gehen, daß
Another embodiment, not shown, consists in the arrangement of a transmission device which can be switched on and off between the input and output shafts 22 , 26 and 36 , 40 for operating cases in which the driving speed and an economical operating range of the drive motor are present at the same time. Both transmission lines are controlled by an electronic control and regulating device and inevitably adjusted to an approximately identical translation. Furthermore, it regulates the load on the individual motors or their load distribution either via the power supply to the motors or via translation divergences of the individual CVTs. In order to minimize the losses, the regulation can take place in such a way that

  • - im Falle niedrigen Antriebsleistungsbedarfes nur ein Motor den Antrieb übernimmt, wobei Motor­ drehzahl und CVT-Übersetzung so eingeregelt werden, daß der Motor in einem optimalen, verlustarmen Kennlinienbereich betrieben wird,- In the case of low drive power requirements, only one motor takes over the drive, whereby motor speed and CVT ratio are adjusted so that the motor in an optimal, low-loss Characteristic range is operated,
  • - im Falle eines hohen Antriebsleistungsbedarfes beide Motore 21, 35 zur Leistungseinspeisung heran­ gezogen werden, ebenfalls unter Anwendung vorstehender Drehzahl- und Übersetzungsregelstrategie.- In the case of a high drive power requirement, both motors 21 , 35 are used to feed the power, likewise using the above speed and gear ratio control strategy.

Letztgenannte Strategie gilt auch für die anderen Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 3.The latter strategy also applies to the other exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 3.

Die wesentlichen Vorteile dieser Elektromotor-CVT-Kombination bestehen
The main advantages of this electric motor-CVT combination exist

  • - in der Verfügbarkeit hoher Abtriebsdrehmomente,- in the availability of high output torques,
  • - in einer wirtschaftlich günstigen (hohen) Auslastung der Antriebsmotore,- in an economically favorable (high) utilization of the drive motors,
  • - in einer konstruktiv günstigen Bauweise.- In a constructively favorable design.
zu Fig. 3to Fig. 3

Auf den im Gehäuse 50 gelagerten Getriebewellen 51, 52, welche als verlängerte Motorwellen der Elektromotore 53, 54 ausgebildetet sind, sitzen verdrehlose die Kegelreibscheibenpaare 55, 56, die über den Übertragungsstrang 57 in reibschlüssiger Verbindung stehen. Auf den gleichen Wellen befinden sich Kupplungsformationen 58, 59, die so geartet und mit den zu schaltenden Basen so verbunden sind, daß alternativ
On the gear shafts 51 , 52 mounted in the housing 50 , which are designed as extended motor shafts of the electric motors 53 , 54 , the conical friction disk pairs 55 , 56 are seated without rotation, which are in frictional connection via the transmission line 57 . Coupling formations 58 , 59 are located on the same shafts, which are of such a type and are connected to the bases to be switched that alternatively

  • - die Kegelreibscheibensätze 55, 56 verdrehlose auf ihren Wellen 51, 52 sitzen,- the conical pulley sets 55 , 56 sit on their shafts 51 , 52 without rotation,
  • - die Kegelreibscheibensätze 55, 56 fest mit ihren Wellen 51,52 z. B. mittels Kupplungskomponenten 58b, 58c, 59b, 59c- The conical pulley sets 55 , 56 with their shafts 51 , 52 z. B. by means of coupling components 58 b, 58 c, 59 b, 59 c
  • - die Kegelreibscheibensätze verdrehfest mit einer im Leistungspfad weiterführenden Basis 60, 61 z. B. mittels Kupplungskomponenten 58b, 58a, 58d, 59b, 59a, 59d,- The conical disc sets non-rotatably with a base 60 , 61 z. B. by means of coupling components 58 b, 58 a, 58 d, 59 b, 59 a, 59 d,
  • - die Getriebe, bzw Motorwellen 51, 52 verdrehfest mit einer im Antriebspfad weiterführenden Basis 60, 61 z. B. mittels Kupplungskomponenten 58c, 58d, 59c, 59d- The gear, or motor shafts 51 , 52 rotatably with a base in the drive path 60 , 61 z. B. by means of coupling components 58 c, 58 d, 59 c, 59 d

gekoppelt werden können.can be coupled.

Das den Leistungspfad fortführende Überlagerungs-Sammelgetriebe ist nach Art eines KFZ-Differen­ tials, jedoch mit umgekehrter Funktionsaufgabe, aufgebaut. Es besteht aus zwei, je eines mit den auf den Getriebewellen sitzenden Stirnrädern 60, 61 kämmenden Stirnrädern 62 und 63, an denen Kegel­ verzahnungen 64, 65 angeordnet sind, die wiederum mit auf einem Steg 68 gelagerten Zwischenrädern 66, 67 in Eingriff stehen. Steg 68 bildet die Abtriebsbasis eines wie ein Planetengetriebe mit dem Plane­ tenverhältnis 1 zu behandelndes Sammelgetriebe. Die sich daraus ergebende, für vorliegende Antriebs­ konzeption vorteilhaften Drehzahl- und Drehmomentenverläufe gehen aus Fig. 5 hervor.The overlapping collective gearbox continuing the power path is constructed in the manner of a motor vehicle differential, but with the opposite function. It consists of two, one each with the spur gears 60 , 61 meshing with the spur gears seated on the gear shafts 62 and 63 , on which bevel gears 64 , 65 are arranged, which in turn are in engagement with intermediate wheels 66 , 67 mounted on a web 68 . Web 68 forms the output base of a collective gear to be treated like a planetary gear with the planetary ratio 1 . The resulting speed and torque curves which are advantageous for the present drive concept are shown in FIG. 5.

Zur weiteren, abtriesseitigen Drehzahlreduktion ist innerhalb dieses Sammel-Umlaufgetriebes ein wei­ teres Plantengetriebe angeordnet. Mit dem Steg 68 des Sammelgetriebes verdrehfest verbunden ist ein inneres Sonnenrad 69, das mit auf einem als Ausgangsbasis fungierenden Steg 70 gelagerten Planeten­ rädern 71 in Eingriff steht. Diese kämmen andererseits mit einem gehäusefesten innenverzahnten Hohlrad 72.For further downstream speed reduction a Wei teres planetary gear is arranged within this collective epicyclic gear. With the web 68 of the collective gear is connected in a rotationally fixed manner, an inner sun gear 69 , which is in engagement with planet wheels 71 which are mounted on a web 70 functioning as a starting base. On the other hand, these mesh with a ring gear 72 which is fixed to the inside of the housing.

Eine zugeordnete microprozessorgesteuerte Regeleinrichtung managt zum Zwecke einer gleichmäßi­ geren Ausschöpfung der Verschleißkapazitäten der CVT-Reibpartien durch Inanspruchnahme der beschriebenen erfindungsgemäßen Kuplungsschaltmöglichkeiten die Kraftflußrichtung im CVT. An assigned microprocessor-controlled control device manages for the purpose of uniformi better utilization of the wear capacities of the CVT friction parts by using the described clutch switching options according to the invention the power flow direction in the CVT.  

Des weiteren steuert sie über das mormale Betriebsmanagement hinausgehend die Leistungselektronik für die Motorbeaufschlagung in einer derartigen Weise daß - hauptsächlich bei Nutzfahrzeugen mit erweitertem Arbeitsmaschinencharakter, oder bei dem in CVT-Entwicklerkreisen bekannten und gefürchteten Begriffes "Eisplattenfahrt", wo hohe Belatungsspitzen im Antriebspfad auftreten - nach Erkennung diesbezüglich kritischer Betriebszustände der zweite, an der CVT-Leistungsübertragung nicht beteiligte Motor in einer Betriebsbereitschaft gehalten wird, indem er vom Frequenzumrichter und anderen Komponenten der Leistungselektronik quasi im Leerlauf in Betrieb gehalten wird, so, daß bei Belastungsspitzen auf Grund der belastungsabhängigen Nachgiebigkeit der anderen an der Leistungs­ übertragung beteiligten Komponenten (der erste Motor und das CVT) dieser zweite Motor spontan zur Leistungseinspeisung und CVT-Entlastung bereit steht bzw. herangezogen wird.Furthermore, it controls the power electronics beyond normal operational management for the engine loading in such a way that - mainly with commercial vehicles extended work machine character, or with the well-known in CVT developer circles and dreaded term "ice sheet ride", where high peaks occur in the drive path - after Recognition of critical operating states of the second, on the CVT power transmission unaffected motor is kept ready for operation by the frequency converter and other components of the power electronics are kept virtually idle, so that at Load peaks due to the load-dependent flexibility of the others to the performance Components involved in the transmission (the first motor and the CVT) are used spontaneously by this second motor Power supply and CVT relief is available or is used.

Vorteile dieser Konzeption sind, daß
Advantages of this concept are that

  • a) mit einem wirksamen Planetenverhältnis von 1 für das CVT eine günstige Belastungsbeaufschlagung erzielt werden kann;a) with an effective planetary ratio of 1 for the CVT a favorable load application can be achieved;
  • b) durch die integrierte Anordnung des nachgeschalteten Reduziergetriebes im Sammelgetriebe der durch die Zwischenräder 66, 67 bedingte Bauraum vorteilhaft ausgenutzt wird;b) the space provided by the intermediate gears 66 , 67 is advantageously utilized by the integrated arrangement of the downstream reduction gear in the collective gear;
  • c) bei hohen Antriebsleistungsforderungen der CVT-Pfad durch die Möglichkeit der Leistungsein­ speisung durch den zweiten Motor das CVT entlastet und somit geschont werden kann;c) with high drive power requirements, the CVT path through the possibility of power feeding by the second motor relieves the CVT and can therefore be protected;
  • d) bei hohen Antriebsleistungsforderungen, bevorzugt bei wenig Drehzahlregelbedürfnis, z. B. bei Fernfahrten mit hoher Geschwindigkeit, in diesem Betriebsfall einer Entbehrbarkeit des CVT durch die Möglichkeit des direkten Durchtriebes das CVT vom Antrieb entbunden werden kann, seine Leistungs­ verluste entfallen, und es selbst geschont wird.d) with high drive power requirements, preferably with little speed control need, e.g. B. at Long-distance journeys at high speed, in this case the CVT can be dispensed with Possibility of direct drive through which the CVT can be released from the drive, its performance losses are eliminated and it is spared.
  • e) bei der unter a) angeführten meist häufigsten Betriebsweise - insbesondere bei gleichen, sich wieder­ holenden Geschwindigkeits- bzw. CVT-Übersetungsbetriebsweisen durch Inanspruchnahme der beschriebenen erfindungsgemäßen Kuplungsschaltmöglichkeiten der Kraftfluß und somit auch die wirksamen Übersetzungsstellungen im CVT umgekehrt und somit das Verschleißvolumen des CVT optimal ausgenutzt werden kann.e) in the most common mode of operation mentioned under a) - in particular in the same, again fetching speed or CVT translation modes by using the described clutch switching options of the power flow and thus also the effective translation positions in the CVT reversed and thus the wear volume of the CVT can be optimally used.
zu Fig. 4to Fig. 4

Bei dieser alternativen Sammel- und Reduziergetriebeausführung sind reine Drehzahreduzierstufen vor dem eigentlichen Sammelgetriebe, das als klassisches Planetengetriebe ausgebildet ist, angeordnet. Die aus vorstehender Fig. 3 übernommenen Zahnräder 60 und 61 der beiden Leistungspfade wirken je auf ein Zwischengetriebe mit seinen zueinander verdrehfesten Stirnrädern 75, 76 und 77, 78 ein. Das auf Welle 51 sitzende Zahnrad 60 steht über Zwischengetriebe 75, 76 mit einem Zahnrad 79 in Drehver­ bindung, das über eine Hohlwelle 81 mit einem als inneres Sonnenrad fungierenden Zahnrad 82 eines Planetengetriebes in Drehverbindung steht. Das auf Welle 52 sitzende Zahnrad 61 steht über Zwischen­ getriebe 77, 78 mit Zahnrad 83 in Drehverbindung, welches einen innenverzahnten Zahnkranz 84 aufweist, der als äußeres Sonnenrad eines Planetengetriebes fungiert. Zwischen beiden Sonnenrädern 82, 85 befinden sich mit diesen im Eingriff auf Steg 86 gelagert Planetenräder 85. Die stegfeste, im Gehäuse 50 gelagerte Ausgangswelle 87 steht mit einem Treibrad des Fahrzeuges in Drehverbindung.In this alternative collection and reduction gear design, pure speed reduction stages are arranged in front of the actual collection gear, which is designed as a classic planetary gear. The gear wheels 60 and 61 of the two power paths taken from the above FIG. 3 each act on an intermediate gear with its spur gears 75 , 76 and 77 , 78 which are non-rotatable relative to one another. The gear shaft 60 seated on shaft 51 is connected via intermediate gears 75 , 76 to a gear 79 in a rotary connection, which is in rotary connection via a hollow shaft 81 with a gear 82 acting as an inner sun gear 82 of a planetary gear. The gear wheel 61 seated on shaft 52 is in rotary connection via intermediate gear 77 , 78 with gear 83 , which has an internally toothed ring gear 84 which functions as the outer sun gear of a planetary gear. Between the two sun gears 82 , 85 there are planet gears 85 mounted in engagement on the web 86 . The web-fixed output shaft 87 mounted in the housing 50 is in rotary connection with a driving wheel of the vehicle.

zu Fig. 5to Fig. 5

In der Diagrammdarstellung sind in Abhängigkeit der relativen Fahrzeugfahrgeschwindigkeit der Ab­ szisse 90 auf der Ordinate 91 die Relationen der An- und Abtriebsmomente verschiedener Basen der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig. 3 zugeordnet. Verluste bleiben der besseren Übersicht wegen unberücksichtigt.In the diagram, the relations of the input and output torques of different bases of the device according to the invention according to FIG. 3 are assigned as a function of the relative vehicle speed of the abscissa 90 on the ordinate 91 . Losses are not taken into account for the better overview.

Betriebspunkt 92 entspricht der höchsten Fahrgeschwindigkeit bei maximaler Motordrehzahl sowohl bei Konzeptionen ohne als auch mit CVT;
Gerade 93 stellt ein konstant verlaufendes Motordrehmoment dar, bei starrem Durchtrieb = Abtriebsdrehmoment;
Kurve 94 entspricht dem Abtriebsdrehmomentenverlauf mit einem CVT mit R = 6 Antriebsmoment entspricht der Geraden 93;
Kurve 95 entspricht dem Abtriebsdrehmomentenverlauf mit einem CVT mit R = 3 die Antriebsmomentenbelastung entspricht der Geraden 93;
Kurve 96 entspricht dem Abtriebsdrehmomentenverlauf bei Leistungsverzweigung nach Fig. 3 mit einem CVT mit R = 6 und einem Planetenverhältnis im Sammel-Überlager.-Getr. von 1,0; Als Antriebsmomentenbeauflschlagung bei dieser Ausführungsweise zeigt
Kurve 97 für den variablen Pfades, das CVT',
Kurve 98 für den starren Pfad.Operating point 92 corresponds to the highest driving speed at maximum engine speed both with designs without and with CVT;
Just 93 represents a constant engine torque, with rigid through drive = output torque;
Curve 94 corresponds to the output torque curve with a CVT with R = 6 drive torque corresponds to straight line 93 ;
Curve 95 corresponds to the output torque curve with a CVT with R = 3, the input torque load corresponds to the straight line 93 ;
Curve 96 corresponds to the output torque curve for power split according to FIG. 3 with a CVT with R = 6 and a planetary ratio in the collective superimposition. from 1.0; As a drive torque application in this embodiment shows
Curve 97 for the variable path, the CVT ',
Curve 98 for the rigid path.

Die wesentlich niedrigere Antriebsmomentenbeaufschlagung des CVT bei Leistungsteilung gegenüber einer Anordnung im Hauptstrang bei einem noch ausreichenden Gesamt-Drehmomentenwandlungsver­ hältnis (im vorliegenden Fall von 2,5) verdeutlichen den Vorteil einer Leistungsteilung. The much lower drive torque applied to the CVT compared to power sharing an arrangement in the main train with a still sufficient total torque conversion ver Ratio (in the present case of 2.5) illustrate the advantage of a power split.  

LitereaturhinweiseLitereaturhinweise

[1] Prof. Dr. Wolf Vielstich: "Brennstoffzellen" Labor 2000 1989
[2] L. Jörissen und J. Garche: "Effizient und sauber" FAZ 27.10.1998
[3] J. Friedrich, R. Kraus, D. Spaniel: "Stand und Entwicklungsmöglichkeiten des BZ-Elektrofahrzeuges" VDI-Berichte 1378
[4] "Linienbus mit Nullemission" VDI nachrichten 30.05.97
[5] Dorothe Ostle: "Methanol ist auch für den Straßenverkehr zukunftsträchtig" FAZ 3.1.99
[6] "Klärgas als Energieträger für Brennstoffzellen" VERFAHRENSTECHNIK 34 (2000) Nr 10
[7] "Energiebombe unterm Meer" VDI nachrichten 9.10.98
[8] Ferdinand Panik: "Brennstoffzellenentwicklung" Spiegel(-Gespräch) 36/2000
[9] "Im Jahr 2004 treibt Wasserstoff den Berufsverkehr an" VDI nachrichten 23.4.99
[10] "Antriebskonzepte im Vergleich" VDI nachrichten 22.05.97
[11] Henning von Wedel: "Industrie will groß in die Wasserstofftechnologie einsteigen" VDI nachrichten 19.3.1999
[12] Pressebericht Hyfforum 2000: "Der Wasserstoff soll das Ölmonopol brechen" FAZ 14.9.00
[13] Horst Rademacher: "Sacramento ist z. Z. der Nabel der alternativen Antriebswelt" FAZ 28.11.00
[14] "Spitzenplatz für Necar 5 im Rennen der Brennstoffzellenautos" VDI nachrichten 17.11.00
[15] Dr. Ing. O. Dittrich: "Elektrofahrzeug mit stufenlosem Getriebe" Antriebstechnik 4/76
[16] "RH-Drehzahlregelgetriebe in Elektrofahrzeugen" Firmendruck der PIV-Antrieb W. Reimers KG, Bad Homburg
[17] Dr.-Ing. O. Dittrich: "Das stufenlose Kettengetriebe als Hauptantrieb im Kraftfahrzeug" VDI-Berichte 803
[18] Prof Dr.-Ing. R. Höhn: "Warum stufenlose Getr. im KFZ" VDI-Berichte 803
[19] Prof. Dr. Ing W. Bernhardt; Dipl. Ing P. Heidemeyer: Auswahl und Strukturen stufenloser PKW- Getriebe" VDI-Berichte 803
[20] H. Vahabzadeh, J. P. Macel, Dr. O. Dittrich: "Stufenloses 0-Regelgetriebe mit Leistungsverzweigung Vortrag auf dem 23. FISITA Kongress in Turin 7.-11.5.1990[1] Prof. Dr. Wolf Vielstich: "Fuel cell" laboratory 2000 1989
[2] L. Jörissen and J. Garche: "Efficient and clean" FAZ October 27, 1998
[3] J. Friedrich, R. Kraus, D. Spaniel: "Status and development opportunities of the FC electric vehicle" VDI reports 1378
[4] "Bus with zero emissions" VDI news 30.05.97
[5] Dorothe Ostle: "Methanol is also promising for road traffic" FAZ 3.1.99
[6] "Sewage gas as an energy source for fuel cells" PROCESS ENGINEERING 34 (2000) No. 10
[7] "Energy bomb under the sea" VDI news 9.10.98
[8] Ferdinand Panik: "Fuel cell development" Spiegel (talk) 36/2000
[9] "In 2004 hydrogen drives rush hour traffic" VDI news 23.4.99
[10] "Drive concepts in comparison" VDI news 22.05.97
[11] Henning von Wedel: "Industry wants to make a big entry into hydrogen technology" VDI news 19.3.1999
[12] Hyfforum 2000 press report: "Hydrogen should break the oil monopoly" FAZ 9/14/00
[13] Horst Rademacher: "Sacramento is currently the hub of the alternative drive world" FAZ 11/28/00
[14] "Top place for Necar 5 in the race of fuel cell cars" VDI news 17.11.00
[15] Dr. Ing. O. Dittrich: "Electric vehicle with continuously variable transmission" Drive technology 4/76
[16] "RH speed control gearbox in electric vehicles" PIV drive W. Reimers KG, Bad Homburg
[17] Dr.-Ing. O. Dittrich: "The continuously variable chain transmission as the main drive in a motor vehicle" VDI reports 803
[18] Prof Dr.-Ing. R. Höhn: "Why stepless transmissions in vehicles" VDI reports 803
[19] Prof. Dr. Ing W. Bernhardt; Dipl. Ing P. Heidemeyer: Selection and structures of stepless car transmissions "VDI reports 803
[20] H. Vahabzadeh, JP Macel, Dr. O. Dittrich: "Stepless 0-speed transmission with power split. Lecture at the 23rd FISITA congress in Turin, May 7-11, 1990

Claims (21)

1. Elektromotor-CVT-Kombination für brennstoffzellenbetriebene Nutzfahrzeugantriebe bestehend aus einem Antriebssystem aus
einer Brennstoffzelle,
einem von ihr gespeisten Elektromotor,
einem im Übertragungspfad zum Fahrwerk angeordneten CVT in Form eines Kegelreibscheibenum­ schlingungsgetriebes mit einem an- und einem abtriebsseitigen verstellbaren Kegelreibscheibenpaar die über einen bandförmigen Übertragungsträger in reibschlüssiger Verbindung stehen,
wobei der Abtrieb des CVT mit mindestens einem Rad des KFZ-Fahrwerkes in Drehverbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß
das CVT-Getriebegehäuse (1a), das Gehäuse (1b) eines nachgeschalteten Differentialgetriebes und ein als Starrachse (1c) ausgebildeter weiterführender Treibpfad eine Baueinheit bilden,
die CVT-Getriebewelle (3, 10) mit je einem Antriebsmotor (2, 8) verdrehfest verbunden ist,
die Kegelreibscheibensätze (4, 9) auf ihren Wellen (3, 10) verdrehlos gelagert sind und mit je einer Kupplung (5, 11) in Verbindung stehen, die bevorzugt auf der gleichen Welle sitzt und so geartet ist und Verbindungswege derart aufweist, daß die Kegelreibscheibenpaare (4, 9) alternativ verdrehlose zu ihren Wellen (3, 10) geschaltet,
mit ihren Wellen (3, 10) verdrehfest gekoppelt,
mit einer weiterführenden Basis (6, 12) des Abtriebspfades verdrehfest verbunden,
oder die motorfeste Getriebewelle (3, 10) direkt mit einer Abtriebsbasis (6, 12) verbunden werden kann.1. Electric motor-CVT combination for fuel cell powered commercial vehicle drives consisting of a drive system
a fuel cell,
an electric motor powered by her,
a CVT arranged in the transmission path to the undercarriage in the form of a conical friction disk belt transmission with an adjustable and a pair of adjustable bevel friction disks on the output side which are frictionally connected via a band-shaped transmission carrier,
the output of the CVT being in rotary connection with at least one wheel of the motor vehicle chassis,
characterized in that
the CVT gear housing ( 1 a), the housing ( 1 b) of a downstream differential gear and a further drive path designed as a rigid axle ( 1 c) form a structural unit,
the CVT gear shaft ( 3 , 10 ) is rotatably connected to one drive motor ( 2 , 8 ) each,
the conical friction disc sets ( 4 , 9 ) are mounted on their shafts ( 3 , 10 ) without rotation and are each connected to a clutch ( 5 , 11 ), which preferably sits on the same shaft and is of such a type and has connection paths such that the Conical friction disc pairs ( 4 , 9 ) alternatively connected to their shafts ( 3 , 10 ) without rotation,
coupled with their shafts ( 3 , 10 ) in a rotationally fixed manner,
connected non-rotatably to a further base ( 6 , 12 ) of the output path,
or the motor-fixed gear shaft ( 3 , 10 ) can be connected directly to an output base ( 6 , 12 ). 2. Elektromotor-CVT-Kombination für brennstoffzellenbetriebene Nutzfahrzeugantriebe bestehend aus einem Antriebssystem aus
einer Brennstoffzelle,
einem von ihr gespeisten Elektromotor,
einem im Übertragungspfad zum Fahrwerk angeordneten CVT in Form eines Kegelreibscheibenum­ schlingungsgetriebes mit einem an- und einem abtriebsseitigen verstellbaren Kegelreibscheibenpaar, die über einen bandförmigen Übertragungsträger in reibschlüssiger Verbindung stehen,
wobei der Abtrieb des CVT mit mindestens einem Rad des Fahrwerkes in Drehverbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwei CVT (23, 24, 25; 37, 38, 39) in einem Gehäuse (20) angeordnet sind,
wobei jedes CVT einem separaten Radantrieb (33, 37) zugeordnet ist,
die antriebsseitigen Getriebewellen (22, 36) koaxial zueinander angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse aufweisen und jeder ein Antriebsmotor (21, 35) zugeordnet ist,
auf der dem Antriebsmotor (21, 35) abgewandten Antriebswellenseite eine Schaltkupplung (48) zum Koppeln der Antriebs-Getriebewellen (22, 36) befindet,
desweiteren als weiterführendes Übertragungselement an jeder Getriebeabtriebswelle (26, 40) ein Drehzahl-Reduziergetriebe (27, 28, 29, 30; 41, 42, 43, 44) angeordnet ist, auf dessen Ausgangswelle (31, 45) ein Gelenk (32, 46) für die zu den Treibrädern führenden Wellen (33, 47) sitzt.2. Electric motor-CVT combination for fuel cell powered commercial vehicle drives consisting of a drive system
a fuel cell,
an electric motor powered by her,
a CVT arranged in the transmission path to the undercarriage in the form of a conical friction pulley belt transmission with a pair of adjustable and a conical friction pulley on the output side, which are frictionally connected via a band-shaped transmission carrier,
the output of the CVT is in rotary connection with at least one wheel of the chassis,
characterized in that
two CVTs ( 23 , 24 , 25 ; 37 , 38 , 39 ) are arranged in a housing ( 20 ),
each CVT being associated with a separate wheel drive ( 33 , 37 ),
the drive-side transmission shafts ( 22 , 36 ) are arranged coaxially to one another and have a common axis of rotation and each has a drive motor ( 21 , 35 ) assigned to it,
on the drive shaft side facing away from the drive motor ( 21 , 35 ) there is a clutch ( 48 ) for coupling the drive gear shafts ( 22 , 36 ),
Furthermore, a speed reducer ( 27 , 28 , 29 , 30 ; 41 , 42 , 43 , 44 ) is arranged on each transmission output shaft ( 26 , 40 ), on its output shaft ( 31 , 45 ) a joint ( 32 , 46 ) for the shafts ( 33 , 47 ) leading to the driving wheels. 3. Elektromotor-CVT-Kombination für brennstoffzellenbetriebene Nutzfahrzeugantriebe bestehend aus einem Antriebssystem aus
einer Brennstoffzelle,
einem von ihr gespeisten Elektromotor,
einem im Übertragungspfad zum Fahrwerk angeordneten CVT in Form eines Kegelreibscheibenum­ schlingungsgetriebes mit einem an- und einem abtriebsseitigen verstellbaren Kegelreibscheibenpaar, die über einen bandförmigen Übertragungsträger in reibschlüssiger Verbindung stehen, wobei der Übertra­ gungspfad geteilt ausgeführt ist, in dem sowohl die CVT-Getriebeantriebswelle als auch die CVT- Getrie-beabtriebswelle mit den Antriebsbasen eines Sammel-Überlagerungsgetriebes verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder CVT-Getriebewelle (51, 52) ein Antriebsmotor (53, 54 zugeodnet ist,
die Kegelreibscheibenpaare (55, 56) verdrehlose auf ihren Wellen (51, 52) gelagert sind,
den Kegelreibscheibenpaaren (55, 56) und ihren Wellen (51, 52) je eine Kupplung (58, 59) zugeordnet ist, die bevorzugt auf der gleichen Welle sitzt und so geartet ist, daß alternativ
  • - der Kegelreibscheibensatz (55, 56) zu seiner Welle (51, 52) verdrehlose
  • - der Kegelreibscheibensatz (55, 56) zu seiner Welle (51, 52) verdrehfest
  • - der Kegelreibscheibensatz (55, 56) mit einem mit dem Abtrieb verbundenen Zahnrad (60, 61) verdrehfest
  • - die Getriebewelle (51, 52) mit einem abtriebspfadverbundenen Zahnrad (60, 61) verdrehfest verbunden ist,
und die über die CVT-Getriebewellen (51, 52) führenden Leistungspfade durch ein, vorzugsweise zwi­ schen beiden Wellen angeordnetes, Sammel-Überlagerungsgetriebe zusammengeführt und an den Fahrwerksantrieb weitergeleitet werden. 3. Electric motor-CVT combination for fuel cell powered commercial vehicle drives consisting of a drive system
a fuel cell,
an electric motor powered by her,
a CVT arranged in the transmission path to the chassis in the form of a conical friction disk looping transmission with an input and an output-side adjustable bevel friction disk pair, which are in frictional connection via a band-shaped transmission carrier, the transmission path being divided, in which both the CVT transmission drive shaft and the CVT transmission output shaft are connected to the drive bases of a collective superposition gear,
characterized in that
a drive motor (53, 54) is assigned to each CVT transmission shaft ( 51 , 52 ),
the conical friction disk pairs ( 55 , 56 ) are mounted on their shafts ( 51 , 52 ) without rotation,
the conical friction disk pairs ( 55 , 56 ) and their shafts ( 51 , 52 ) are each assigned a clutch ( 58 , 59 ), which is preferably seated on the same shaft and is of such a type that alternatively
  • - The conical friction disc set ( 55 , 56 ) to its shaft ( 51 , 52 ) without rotation
  • - The conical friction disc set ( 55 , 56 ) to its shaft ( 51 , 52 ) rotatably
  • - The conical friction disc set ( 55 , 56 ) with a gear connected to the output ( 60 , 61 ) rotatably
  • the gear shaft ( 51 , 52 ) is connected in a rotationally fixed manner to a gearwheel ( 60 , 61 ) connected to the output path,
and the power paths leading through the CVT transmission shafts ( 51 , 52 ) are brought together by a collective superimposition transmission, preferably arranged between the two shafts, and passed on to the chassis drive. 4. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des Elektro-Antriebsmotors (2, 8, 21, 35, 53, 54) verlängert und als CVT-Getriebewelle (3, 10, 22, 36, 51, 52) ausgebildet ist.4. Electric motor-CVT combination according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the shaft of the electric drive motor ( 2 , 8 , 21 , 35 , 53 , 54 ) extends and as a CVT gear shaft ( 3 , 10 , 22nd , 36 , 51 , 52 ) is formed. 5. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (2, 8, 21, 35, 53, 54) im Getriebegehäuses (1a, 20, 50) integriert angeordnet ist, in dem das Getriebegehäuse Sitze für die Statoren der Motore aufweist.5. Electric motor-CVT combination according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the drive motor ( 2 , 8 , 21 , 35 , 53 , 54 ) in the gear housing ( 1 a, 20 , 50 ) is arranged integrated in the the gear housing has seats for the stators of the motors. 6. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu dem Statorsitz das Gehäuse (1, 20, 50) noch weitere Sitze für Lagerelemente zur Lagerung der Getriebewellen (3, 10, 22, 36, 51, 52) aufweist, in einer nach der Abtriebseite hin sich verjüngenden Formation und in einer Weise, daß vormontierte Einheiten aus Motor, Getriebewelle, Kegelreibschei­ benpaar, Kupplung und Zahnrad von der motorseitigen Stirnseite des Gehäuses aus montiert und demontiert werden können.6. Electric motor-CVT combination according to claim 1, 2, 3 and 5, characterized in that coaxial to the stator seat, the housing ( 1 , 20 , 50 ) still further seats for bearing elements for mounting the gear shafts ( 3 , 10 , 22 , 36 , 51 , 52 ), in a tapering towards the output side formation and in such a way that preassembled units from motor, gear shaft, bevel friction disc pair, coupling and gear can be assembled and disassembled from the motor-side end of the housing. 7. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abtriebseitig zwischen den Getriebewellen (3, 10) als sammelnde, bzw. die Treibpfade wieder zusam­ menführende Basis ein Zahnrad (13) angeordnet ist, welches mit einem Kegelrad (14) in einer verdreh­ festen Verbindung steht, das wiederum mit einem umlaufenden stegfesten Zahnkranz (15) eines nachge­ schalteten Differentialgetriebes (16, 17) im Zahneingriff steht.7. Electric motor-CVT combination according to claim 1, characterized in that a gear ( 13 ) is arranged on the output side between the gear shafts ( 3 , 10 ) as a collecting, or the drive paths together again leading base, which with a bevel gear ( 14 ) is in a twist-proof connection, which in turn is in mesh with a rotating web-fixed ring gear ( 15 ) of a downstream differential gear ( 16 , 17 ). 8. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzahlreduziergetriebe ein Planetengetriebe (27, 28, 29, 30; 41, 42, 43, 44) ist.8. Electric motor-CVT combination according to claim 2, characterized in that the speed reduction gear is a planetary gear ( 27 , 28 , 29 , 30 ; 41 , 42 , 43 , 44 ). 9. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammel-Überlagerungsgetriebe der Funktionsweise eines Planetengetriebes gerechtwerdend mit einem Planetenverhältins von etwa 1,0 aufgebaut ist, in dem zwei von die getrennten Leistungspfade übertragenden Elemente (60, 61) angetriebene Zahnräder (62, 63) auf einer getriebewellenparallelen Rotationsachse (74) angeordnet sind, diese über einen daran angeordneten Kegelradzahnkranz (64, 65) mit mehreren als Planetenräder fungierenden Kegelrädern (66, 67) in Eingriff stehen die auf einen, die Abtriebsbasis des Planetengetriebes bildenden Steges (68) auf einer radial verlaufenden Drehachse gelagert sind.9. Electric motor-CVT combination according to claim 3, characterized in that the collective superposition gear of the operation of a planetary gear set up with a planetary ratio of approximately 1.0 is constructed, in which two of the separate power paths transmitting elements ( 60 , 61 ) driven Gears ( 62 , 63 ) are arranged on a rotation axis ( 74 ) parallel to the transmission shaft, and these are engaged via a bevel gear ring ( 64 , 65 ) arranged thereon with a plurality of bevel gears ( 66 , 67 ) functioning as planetary gears, which act on one that forms the output base of the planetary transmission Web ( 68 ) are mounted on a radially extending axis of rotation. 10. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Sammel-Überlagerungsgetriebes (62-68) ein Drehzahlreduziergetriebe angeordnet ist.10. Electric motor-CVT combination according to claim 3 and 9, characterized in that a speed reduction gear is arranged within the collective superposition gear ( 62-68 ). 11. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 3, 9, und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzahlreduziergetriebe ein Planetengetriebe ist, vorzugsweise derart ausgeführt, daß die Abtriebs­ basis (68) des das Drehzahlreduziergetriebe umhüllende Sammel-Überlagerungsgetriebe mit dem inneren Sonnenrad (69) des Drehzahlreduziergetriebes in Drehverbindung steht, dieses Sonnenrad mit auf einem als Abtriebsbasis des Drehzahlreduziergetriebes fungierenden Steg (70) gelagerten Planten­ rädern (66) kämmt, welche andererseits mit einem gehäusefesten Hohlrad (72) in Eingriff stehen.11. Electric motor-CVT combination according to claim 3, 9 and 10, characterized in that the speed reduction gear is a planetary gear, preferably carried out such that the output base ( 68 ) of the speed reduction gear enveloping collective superposition gear with the inner sun gear ( 69 ) of the speed reducer is in rotary connection, this sun gear meshes with planet wheels ( 66 ) mounted on a web ( 70 ) acting as an output base of the speed reducer, which on the other hand are in engagement with a ring gear fixed to the housing ( 72 ). 12. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammel-Überlagerungsgetriebe zur Funktionsweise eines Planetengetriebes mit einem Planeten­ verhältins von 1,0 bis 2,0 aufgebaut ist, mit zwei auf einer getriebewellenparallelen Rotationsachse (74) gelagerte Zahnräder (79, 83), die mit den die Leistungspfade übertragenden Zahnrädern (60, 61) im Eingriff stehen, wobei das eine (79) über eine Hohlwelle (81) mit einem inneren Sonnenrad (85) ver­ bunden ist und das andere (83) durch eine an einer Abkröpfung angeordneten Innenverzahnung (84) selbst das äußere Sonnenrad des Planetengertriebes bildet, wobei beide mit auf einem die Abtriebsbasis des Planetengetriebes bildenden Steg (86) gelagerten Planetenrädern (86) in Eingriff stehen.12. Electric motor-CVT combination according to claim 3, characterized in that the collective superposition gear is constructed for the functioning of a planetary gear with a planetary behavior from 1.0 to 2.0, with two gear wheels ( 74 ) mounted on a shaft parallel to the gear shaft ( 79 , 83 ) which are in engagement with the gearwheels ( 60 , 61 ) transmitting the power paths, one ( 79 ) being connected via a hollow shaft ( 81 ) to an inner sun gear ( 85 ) and the other ( 83 ) by a bent portion disposed on an inner toothing (84) itself forms the outer sun gear of the planetary drive Enger, both planetary gears supported by forming on a base, the output of the planetary transmission web (86) (86) are engaged. 13. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 3, 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den leistungsübertragenden Elementen (60, 61) beider Treibpfade und dem Sammel-Über­ lagerungsgetriebe (62 bis 72, 79 bis 86) eine oder mehrere Untersetzungsstufen (67, 76, 77, 78) ange­ ordnet sind.13. Electric motor-CVT combination according to claim 3, 9 and 12, characterized in that between the power-transmitting elements ( 60 , 61 ) both drive paths and the collective superposition gear ( 62 to 72 , 79 to 86 ) one or more reduction stages ( 67 , 76 , 77 , 78 ) are arranged. 14. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotore (2, 8, 21, 35, 53, 54) etwa die gleiche Nennleistung wie das bzw. die in der Baueinheit angeordnete(n) CVT (4, 7, 9; 23, 24, 25; 36, 37, 39; 55, 56, 57) und sich um höchstens +-20% unterschei­ den 14. Electric motor-CVT combination according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the electric motors ( 2 , 8 , 21 , 35 , 53 , 54 ) have approximately the same nominal power as the one or more arranged in the unit (s) CVT ( 4 , 7 , 9 ; 23 , 24 , 25 ; 36 , 37 , 39 ; 55 , 56 , 57 ) and differ by a maximum of + -20% 15. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektromotore (53, 54) so ausgelegt sind, daß ihre Stillstands-Haltemomente mindestens so groß sind wie ihre Antriebsdrehmomente im Lauf.15. Electric motor-CVT combination according to claim 3, characterized in that both electric motors ( 53 , 54 ) are designed so that their standstill holding torques are at least as large as their drive torques during the run. 16. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 3, 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einem des zu den Sammel- und Überlagerungsgetrieben (64, 65, 66, 67, 68, 69; 79, 83, 84, 85, 86) führenden Übertragungspfaden eine Blockiereinrichtung angeordnet ist.16. Electric motor-CVT combination according to claim 3, 9 and 12, characterized in that at least one of the collection and superposition gears ( 64 , 65 , 66 , 67 , 68 , 69 ; 79 , 83 , 84 , 85 , 86 ) leading transmission paths a blocking device is arranged. 17. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrfach an mehreren Treibachsen eines KFZ angeordnet ist.17. Electric motor-CVT combination according to claim 1, 2 and 3, characterized in that it is arranged several times on several drive axles of a motor vehicle. 18. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie an bzw. in mehreren Fahrzeugen eines aus mehreren Fahrzeugen bestehenden Zuges angeordnet sind, beispielsweise auch in Anhängern von Lastzügen.18. Electric motor-CVT combination according to claim 1, 2 and 3, characterized in that they are arranged on or in several vehicles of a train consisting of several vehicles, for example, in trailers on trucks. 19. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sie in einem Kettenfahrzeug eingesetzt ist, wobei jede Ausgangswelle (33, 47) mit der Kette einer Fahrzeugseite in Verbindung steht,
ihr eine Steuer- und Regeleinrichtung zur Bewirkung des Antriebsmanagements mit derartigen Funk­ tionsweisen zugeordnet ist, daß über das Fahrgeschwindigkeitsmanagement durch Regelung der Antriebsdrehzahlen der Motore (21, 35) oder durch Übersetzungsregelung der CVT (23, 24, 25; 37, 38, 39) die Lenkung des Kettenfahrzeuges bewirkt wird.19. Electric motor-CVT combination according to claim 2, characterized in that
it is used in a tracked vehicle, each output shaft ( 33 , 47 ) being connected to the chain on one side of the vehicle,
it is assigned a control and regulating device for effecting the drive management with functions such that the vehicle speed management by regulating the drive speeds of the motors ( 21 , 35 ) or by regulating the ratio of the CVT ( 23 , 24 , 25 ; 37 , 38 , 39 ) the steering of the tracked vehicle is effected. 20. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestes zwei in einem Kettenfahrzeug eingesetzt sind, wobei ihre Ausgangswellen (73, 87) mit je einer Kette einer Fahrzeugseite in Verbindung stehen,
ihr eine Steuer- und Regeleinrichtung zur Bewirkung des Antriebsmanagements mit derartigen Funk­ tionsweisen zugeordnet ist, daß über das Fahrgeschwindigkeitsmanagement durch Regelung der Antriebsdrehzahlen der Motore (53, 54) oder durch Übersetzungsregelung des CVT (55, 56, 57) die Lenkung des Kettenfahrzeuges bewirkt wird. 20. Electric motor-CVT combination according to claim 3, characterized in that
at least two are used in a tracked vehicle, their output shafts ( 73 , 87 ) being connected to a chain on each side of the vehicle,
her a control and regulating device for effecting the drive management with such functions is assigned that the steering of the tracked vehicle is effected via the vehicle speed management by regulating the drive speeds of the motors ( 53 , 54 ) or by regulating the CVT ( 55 , 56 , 57 ) , 21. Elektromotor-CVT-Kombination nach Anspruch 2, 3, 4 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
an ihren An- und Abtriebsbasen Drehzahlsensoren,
an ihren Antriebsmotoren oder in der zugeordneten Leistungselektronik Einrichtungen zur Messung der Motorleistungen
angeordnet sind, die mit einer ihr zugeordneten microprozessorgesteuerten Regeleinrichtung vernetzt sind,
wobei die microprozessorgesteuerte Regeleinrichtung elektronische Komponenten mit einem Funktions­ verhalten derart aufweist, daß
der momentane Betriebs- und Belasungszustand erfasst wird, mit folglicher Errechnung und Schaltung eines ökonomisch günstigen Kraftflusses nach einem vorbestimmten Algorithmus, wobei
  • - vorzugsweise nur ein Antriebsmotor von zwei vorhandenen Motoren (2, 8, 21, 35, 53, 54) zur Lei­ stungseinspeisung herangezogen wird,
  • - bei Vorliegen oder Überschreiten einer vorbestimmten Leistungsbedarfsmarge, z. B. die Nennleistung oder ein Leistungsbereich günstigen Wirkungsgrades eines Motors überschreitet, eine Optimierungs­ berechnung zur Leistungsaufteilung zwischen den Motoren erfolgt, nach der dann die Leistungsanteile beider Motoren eingeregelt werden,
  • - beim Betrieb mit Leistungsverzweigung über das CVT eine laufende Erfassung, Summierung und Speicherung der in verschiedenen CVT-Übersetzungsbereichen gefahrenen Leistungen vorgenommen wird, Vergleichsprozesse ablaufen, die bewirken, daß bei unausgeglichener Reibpartiebeanspruchung des Friktionsgetriebes der Kraftfluß zwischen den Kegelreibscheibensätzen (4, 9; 55, 56), geändert bzw. umgekehrt wird, nach einem vorgegebenen Modus so, daß die Verschleißreserven des CVT gleichmäßig und optimal ausgenutzt werden,
  • - beim Betrieb mit Leistungsverzweigung über das CVT (4, 9, 7; 55, 56, 57) nach Überschreiten einer vorbestimmten Leistungsmage des CVT-Pfades der auf der CVT-Abtiebswelle sitzende Antriebsmotor auch zur Leistungseinspeisung herangezogen wird,
  • - beim Betrieb mit voller Leistungsübertragung über das CVT (4, 7, 9) oder mit Leistungsverzweigung über das CVT (55, 56, 57) nach Erkennung kritischer Betriebsbedingungen, wie z. B. wiederholt auf­ tretende Belastungsspitzen, der zweite, an der CVT-Abtriebswelle sitzende Motor im Leerlauf in Betrieb gehalten (mit synchroner Frequenz betrieben) wird, so, daß bei Belastungsspitzen mit folg­ lichen (kennlinienbedingten) Drehzahleinbrüchen diesem Motor spontan eine Leistungspitze abverlangt und der CVT-Pfad entlastet wird,
  • - bei hoher Antriebsleistung und Vorliegen weitgehehnd gleichmäßiger Betriebsbedingungen, z. B. bei Fernfahrten mit hoher Fahrgeschwindigkeit das CVT von der Leistungsübertragung entbunden wird, in­ dem ein Kraftfluß nur über starre Übertragungspfade (3-5b-5c, 10-11b-11c; 51-58c-58d, 52-59c-59d) geschaltet wird.
21. Electric motor-CVT combination according to claim 2, 3, 4 and any further preceding claims, characterized in that
speed sensors on their input and output bases,
on their drive motors or in the associated power electronics, devices for measuring the engine power
are arranged, which are networked with an associated microprocessor-controlled control device,
the microprocessor-controlled control device having electronic components with a functional behavior such that
the current operating and loading condition is recorded, with the consequent calculation and switching of an economically favorable power flow according to a predetermined algorithm, whereby
  • - preferably only one drive motor from two existing motors ( 2 , 8 , 21 , 35 , 53 , 54 ) is used for power supply,
  • - If a predetermined power requirement margin is present or exceeded, e.g. B. the nominal power or a power range of a motor's favorable efficiency exceeds an optimization calculation for the power distribution between the motors, after which the power shares of both motors are then adjusted,
  • - When operating with a power split via the CVT, there is a continuous recording, summation and storage of the services performed in different CVT translation ranges, comparison processes are running which have the effect that the force flow between the conical pulley sets ( 4 , 9 ; 55 , 56 ), changed or vice versa, according to a predetermined mode so that the wear reserves of the CVT are used evenly and optimally,
  • - When operating with power split via the CVT ( 4 , 9 , 7 ; 55 , 56 , 57 ), after a predetermined power stomach of the CVT path has been exceeded, the drive motor seated on the CVT output shaft is also used for power feed-in,
  • - When operating with full power transmission via the CVT ( 4 , 7 , 9 ) or with power split via the CVT ( 55 , 56 , 57 ) after detection of critical operating conditions, such as. B. repeatedly on occurring load peaks, the second, seated on the CVT output shaft engine is kept idling in operation (operated at synchronous frequency), so that at peak loads with consequent (characteristic curve) speed drops this engine spontaneously demands a peak power and the CVT path is relieved
  • - With high drive power and the presence of largely uniform operating conditions, e.g. B. for long-distance journeys at high speeds, the CVT is released from the power transmission, in which a power flow only over rigid transmission paths ( 3-5 b- 5 c, 10-11 b- 11 c; 51-58 c- 58 d, 52- 59 c- 59 d) is switched.
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