DE102005043953A1 - Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, insbesondere für Fahrzeuge, umfassend mindestens einen Eingang und einen Getriebeausgang; DOLLAR A mit einem ersten mechanischen Getriebeteil und einem zweiten elektrischen Getriebeteil. DOLLAR A Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: DOLLAR A - mit mindestens zwei über wenigstens eine Schaltkupplung bei Synchronlauf und Ansteuerung des elektrischen Getriebeteils schaltbaren Betriebsbereichen; DOLLAR A - der erste mechanische Getriebeteil umfasst ein mindestens vierwelliges Planetendifferentialgetriebe, umfassend zwei koaxial zueinander angeordnete Planetenstufen, wobei eine erste Welle von einem Element der ersten Planetenstufe, die zweite Welle von einem Element der ersten und zweiten Planetenstufe, die dritte Welle von einem ersten Element der zweiten Planetenstufe und die vierte Welle von einem zweiten Element der zweiten Planetenstufe gebildet wird, wobei jeweils die erste Welle mit dem Getriebeeingang verbunden ist, während die zweite Welle mit dem Getriebeausgang drehfest verbunden ist; DOLLAR A - der elektrische Getriebeteil ist zwischen der dritten und der vierten Welle angeordnet; DOLLAR A - der elektrische Getriebeteil umfasst zwei elektrische, sowohl als Generator als auch als Motor betreibbare elektrische Maschinen, die über einen Spannungszwischenkreis energetisch miteinander gekoppelt sind; DOLLAR A - mit Mitteln zur Steuerung wenigstens einer die Leistungsaufnahme und -abnahme der elektrischen ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, insbesondere für Fahrzeuge, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Elektrisch mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Diese sind unterschiedlich ausgeführt und basieren auf unterschiedlichen Konzepten. Stellvertretend wird dabei auf DE 38 42 632 verwiesen. Diese Ausführung beinhaltet ein hydrostatisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, welches wahlweise über eine Verbrennungskraftmaschine oder einen Elektromotor angetrieben wird. Das Getriebe weist dabei den Aufbau eines mechanisch hydrostatischen Leistungsverzweigungsgetriebes auf. Dieses umfasst mindestens zwei über Schaltkupplungen bei Synchronlauf schaltbare Betriebsbereiche, welche bei einem ersten mechanischen Getriebeteil und einem zweiten hydrostatischen Getriebeteil realisiert werden. Der erste mechanische Getriebeteil umfasst ein Planetendifferentzialgetriebe, welches zumindest zwei Sonnenräder unterschiedlichen Durchmessers, ein Hohlrad und eine Stegwelle umfasst, auf der Doppelplanetenräder angeordnet sind, die mit den Sonnenrädern und mit dem Hohlrad kämmen. Das größere der beiden Sonnenräder ist mit der Getriebeeingangswelle und die Stegwelle mit der Getriebeausgangswelle verbunden. Der zweite hydrostatische Getriebeteil umfasst zwei energetisch miteinander gekoppelte, in beide Richtungen als Pumpe oder Motor betreibbare verstellbare Hydrostateinheiten, die mit dem mechanischen Getriebeteil gekoppelt sind, wobei im ersten und im zweiten Betriebsbereich das Hohlrad zur Steuerung der Drehrichtung und Drehzahl der Getriebeausgangswelle mit einer ersten Hydrostateinheit gekoppelt ist und im ersten Betriebsbereich die zweite Hydrostateinheit über eine Wechselschaltkupplung mit der Getriebeausgangswelle in Antriebsverbindung steht und die erste mit dem Hohlrad verbundene Hydrostateinheit als Pumpe und die zweite Hydrostateinheit als Motor arbeitet und im ersten und zweiten Betriebsbereich die beiden Hydrostateinheiten jeweils gegensinnig zueinander ihren Stellbereich zwischen minimal und maximal durchlaufen, wobei diese beim Übergang vom ersten in den zweiten Betriebsbereich und umgekehrt jeweils ihre Funktionen vertauschen. In der Endstellung des ersten Betriebsbereiches ist dabei die als Pumpe arbeitende erste Hydrostateinheit auf maximales und die als Motor arbeitende zweite Hydrostateinheit auf minimales Verdrängungsvolumen eingestellt. Die Getriebeeingangswelle ist dabei mit einer Verbrennungskraftmaschine gekoppelt. Zusätzlich ist vorgesehen, die Getriebebaueinheit auch mit einem Elektromotor zum Antrieb zu verbinden. Mit einem derartigen Getriebekonzept wird die am Getriebeeingang anliegende Leistung entweder rein mechanisch oder aber teilweise mechanisch und hydrostatisch übertragen, wobei die Anteile variabel sind. Diese Lösung benötigt jedoch außer den Hydrostateinheiten noch zusätzlich ein koaxial angeordnete Elektromaschine, die wahlweise als Motor und Generator angetrieben werden kann. Die Hydrostaten und die Elektromaschine sind für die maximal zu übertragende Leistung auszulegen und bauen daher je nach Art der verwendeten Komponenten sehr groß.
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  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Leistungsverzweigungsgetriebe der eingangs genannten Art derart zu modifizieren, dass ein stufenloser, ein rein verbrennungsmotorischer oder Hybridbetrieb möglich ist, wobei nach Möglichkeit auf die bauraumintensiven Hydrostaten verzichtet werden soll. Dabei soll das Hybridgetriebe Leistungsverzweigungsgetriebe in den Bauraum von konventionellen Getrieben oder Automatgetrieben passen. Da elektrische Maschinen der erforderlichen Leistungsfähigkeit einen ähnlichen Durchmesser aufweisen wie die Getriebe, müssen bei Bedarf auch An- und Abtrieb sowie eventuell der Anbau der Elektromaschinen koaxial an das Getriebe möglich sein. Die Leistungsanteile sollten stufenlos variabel einstellbar sein, und der mechanische Getriebeteil als Baueinheit vorfertigbar sein, welcher nur noch mit dem stufenlosen Getriebeteil zusammenfasst werden braucht. Ferner sollte der mechanische Getriebeteil auch elektrisch von den Elektromotoren und vom Fahrzeug isolierbar sein, da insbesondere bei Anwendungen mit externer Energieversorgung, d. h. beispielsweise Zuführung der elektrischen Leistung von außerhalb des Fahrzeuges aus einer Oberleitung, eine Isolation erforderlich ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Das elektrisch mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe umfasst mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang, einen mechanisches Getriebeteil und einen elektrischen Getriebeteil, wobei der mechanische Getriebeteil mit dem elektrischen Getriebeteil koppelbar ist. Der mechanische Getriebeteil umfasst ein mindestens vierwelliges Planetendifferentialgetriebe, umfassend eine erste Welle, die mit dem Getriebeeingang wenigstens mittelbar drehfest verbindbar ist, eine zweite Welle, die mit dem Getriebeausgang wenigstes mittelbar drehfest verbunden ist, eine dritte Welle und eine vierte Welle, die wenigstens mittelbar mit dem Getriebeausgang verbindbar ist. Die zweite und die dritte Welle sind dabei jeweils mit den Ein- und Ausgängen des elektrischen Getriebeteils verbindbar. Der elektrische Getriebeteil umfasst dazu zwei elektrische Maschinen, eine erste und eine zweite elektrische Maschine. Beide sind sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar. Ferner sind die beiden elektrischen Maschinen hinsichtlich ihrer Stellbereiche im Hinblick auf die aufnehmbare oder abgebbare Leistung bzw. das aufnehmbare oder abgebbare Moment und/oder Drehzahl stufenlos verstellbar. Beide elektrische Maschinen sind energetisch miteinander gekoppelt, vorzugsweise über einen Spannungszwischenkreis. Dem elektrischen Getriebeteil sind Mittel zugeordnet, die der Ansteuerung der einzelnen elektrischen Maschine dienen, d. h. der Steuerung der aufnehmbaren und/oder abgebbaren Leistung oder eine diese wenigstens mittelbar charkaterisierende Größe – Moment und/oder Drehzahl.
  • Das Planetendifferentialgetriebe wird von zwei Planetenstufen gebildet, einer ersten Planetenstufe und einer zweiten Planetenstufe, welche wenigstens jeweils ein Sonnenrad und Planetenräder, die über einen Steg miteinander gekoppelt sind, umfassen. Ferner umfasst eine der Planetenstufen ein Hohlrad. Die Sonnenräder der Planetenstufen sind dabei unterschiedlich groß ausgeführt. Dabei umfasst die Planetenstufe mit dem kleineren Durchmesser des Sonnenrades auch das Hohlrad. Die Planetenräder beider Planetenstufen sind über einen gemeinsamen Steg miteinander gekoppelt, wobei der Steg die zweite Welle bildet, die mit dem Ausgang der Getriebebaueinheit verbunden ist. Die dritten und die vierten Wellen, welche vom Hohlrad der zweiten Planetenstufe und vom Sonnenrad der zweiten Planetenstufe gebildet werden, sind wenigstens mittelbar mit den Rotoren der elektrischen Maschinen verbindbar. Die erste Welle wird vom Sonnenrad mit dem größeren Durchmesser, d. h. dem Sonnenrad der ersten Planetenstufe, gebildet. Die Kopplung erfolgt über entsprechende Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen in Vorgelegebauweise, die die jeweilige Welle mit einer ersten und einer zweiten Vorgelegewelle verbinden, wobei die Kopplung der Vorgelegewellen entweder direkt mit den Rotoren der elektrischen Maschinen oder aber bei koaxialer Anordnung über ein rückführendes Vorgelege erfolgt. Entsprechend der Basisversion ist eine Wechselschaltkupplung vorgesehen, die der zweiten Vorgelegewelle zugeordnet ist und der wahlweisen Kopplung der zweiten Welle an den Rotor der elektrischen Maschine dient, oder aber der dritten Welle an den Rotor der zweiten elektrischen Maschine dient.
  • Beide elektrische Maschinen sind in beiden Richtungen sowohl als Generator als auch als Motor betreibbar, d. h., der Stellbereich ist in beiden Richtungen sowohl in der Funktion als Motor als auch als Generator durchlaufbar. Mit der Basisversion sind zumindest zwei, vorzugsweise drei Fahrbereiche realisierbar, ein erster Fahrbereich und ein zweiter Fahrbereich, vorzugsweise noch ein dritter Fahrbereich und ein Rückwärtsgang. Im ersten und zweiten Fahrbereich dient das Hohlrad zur Steuerung der Drehrichtung und Drehzahl der Getriebeausgangswelle und ist in diesem Fahrbereich mit der ersten elektrischen Maschine drehfest verbunden. Die Kopplung erfolgt dabei über die mit dem Hohlrad gekoppelte Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung auf die erste Vorgelegewelle und über eine weitere Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung auf den Rotor der ersten elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine wird im ersten Fahrbereich als Generator betrieben, während die zweite elektrische Maschine in diesem Fahrbereich als Motor fungiert. Dabei wird der ersten elektrischen Maschine mechanische Leistung über das Planetendifferentialgetriebe, insbesondere die vierte Welle zugeführt, die in elektrische Leistung umgewandelt wird und über den Spannungszwischenkreis der zweiten elektrischen Maschine zugeführt wird. Der Stellbereich der ersten elektrischen Maschine wird dabei von Null bis auf einen vordefinierten Wert, vorzugsweise auf ein maximal aufnehmbares Moment oder eine maximal aufnehmbare Leistung durchlaufen, während die zweite elektrische Maschine derart angesteuert wird, dass diese in der Lage ist, das maximale Moment aufzunehmen. Hat die erste elektrische Maschine den vordefinierten Wert erreicht, d. h. das maximal aufnehmbare Moment bzw. die maximal aufnehmbare Leistung, wird die zweite elektrische Maschine hinsichtlich ihres Stellbereichs derart angesteuert, dass diese kein Moment mehr aufnimmt, d. h. der Stellbereich in Richtung Null durchlaufen. Die erste elektrische Maschine kommt somit quasi fast zum Stillstand. Bei Synchronlauf zwischen der zweiten Vorgelegewelle und unter Berücksichtigung der Übersetzung der dritten Welle des Planetendifferentialgetriebes erfolgt hier ein Umschalten der Wechselschaltkupplung und eine Anbindung der dritten Welle an den Rotor der zweiten elektrischen Maschine. Im ersten Fahrbereich ist zuerst die Wechselschaltkupplung derart geschaltet, dass diese die zweite Welle mit dem Rotor der zweiten elektrischen Maschine verbindet, so dass hier an der Getriebeausgangswelle der mechanisch übertragene Leistungsanteil über die Stegwelle und der elektrisch übertragene Leistungsanteil über die zweite elektrische Maschine eingebracht wird, wobei der elektrisch übertragene Leistungsanteil im ersten Fahrbereich von Null auf maximal zunimmt. Beim Umschalten in den zweiten Fahrbereich wird die zweite elektrische Maschine an das kleine Sonnenrad des Planetengetriebes gekoppelt. Gleichzeitig wird durch die Ansteuerung über die Mittel im Spannungszwischenkreis die Funktionsweise der beiden elektrischen Maschinen vertauscht. Die erste elektrische Maschine fungiert dann als Elektromotor, während die zweite elektrische Maschine als Generator fungiert. Im zweiten Fahrbereich wird die zweite elektrische Maschine in Analogie zum ersten Fahrbereich der ersten elektrischen Maschine hinsichtlich ihres Stellbereiches von minimal bis maximal aufnehmbares mechanisches bzw. minimal bis maximal abgebbares elektrisches Moment betrieben und treibt somit den Elektromotor in Form der ersten elektrischen Maschine an. Die Abtriebswelle wird beschleunigt, die elektrisch übertragene Leistung nimmt zu. Ist der Stellbereich der zweiten elektrischen Maschine voll ausgenutzt, wird die erste elektrische Maschine hinsichtlich ihres Stellbereiches zurück auf Null gesteuert. Die zweite elektrische Maschine steht dann nahezu still. Die Kraftübertragung erfolgt damit fast rein mechanisch über das Planetendifferentialgetriebe. Dies wird durch die Abstützung der vierten Welle an der ersten elektrischen Maschine erzielt, die das Hohlrad nahezu zum Stillstand bringt und somit die Getriebeeingangswelle mit dem Sonnenrad der ersten Planetenstufe und damit der ersten Welle gekoppelt ist, während der Abtrieb über die Stegwelle erfolgt, die mit dem Getriebeausgang drehfest verbunden ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, auf einfache Art und Weise und in platzsparender Weise, ein elektrisch mechanisch Leistungsverzweigungsgetriebe mit der Möglichkeit der Abdeckung eines größeren Betriebsbereiches vorzusehen. Diese Lösung ist im Hinblick auf den Stand der Technik bekannter Hybridgetriebe sehr kompakt und auch in den vorhandenen Bauraum für bereits bestehende Getriebebaueinheiten integrierbar. Dabei beträgt der elektrische Anteil der übertragbaren Leistung beispielhaft im ersten Betriebsbereich im Anfangspunkt 100 % und am Ende 0 %, im zweiten Betriebsbereich zwischen 0 und 25 % und im dritten Betriebsbereich zwischen 0 und 27 %.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung sind zur Erzielung einer für das elektrische Getriebe größeren Gesamtübersetzung/Spreizung Erweiterungen des Basisgetriebesystems möglich. Dazu wird eine Hohlwelle mit Wechselschaltkupplung der ersten Vorgelegewelle zugeordnet. Die erste Vorgelegewelle wird durch die Hohlwelle geführt. Die Hohlwelle ist mit der vierten Welle des Planetendifferentialgetriebes gekoppelt. Über die Wechselschaltungskupplung kann wahlweise wie beim Basissystem die Vorgelegewelle mit dem Hohlrad des Planetendifferentialgetriebes verbunden werden. Zusätzlich ist es jedoch möglich, in einem sogenannten dritten Fahrbereich und im Rückwärtsgang der Antriebsmotor direkt über ein Zahnradpaar oder Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung mit der ersten elektrischen Maschine zu verbinden. Damit wird ein Rückwärtsgang und eine dritte Fahrstufe ohne Blindleistungsanteil möglich. Die Zugkraft und mögliche maximale Geschwindigkeit im Rückwärtsgang wird damit größer und der nutzbare Übersetzungsbereich im dritten Fahrbereich ebenfalls.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung ist für rein elektrische Fahrzeuge die mit dem Getriebeeingang koppelbare Antriebsmaschine nicht als Verbrennungsmaschine sondern als elektrische Maschine ausgeführt. Damit wird eine hohe Anfahrzugkraft bei einem gleichzeitig großen Geschwindigkeitsbereich erzielt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird für Getriebe, die insbesondere für den Einsatz in Schienenfahrzeugen Verwendung finden, eine Möglichkeit der wahlweisen Unterbrechung oder Gewährleistung der Verbindung zur Antriebsmaschine bzw. einer Umkehrung der Drehzahl der Verbindungswelle zwischen Antriebsmaschine und mechanischem Getriebeteil vorgeschlagen. Dazu ist die Getriebeeingangswelle über eine weitere Schaltkupplung wahlweise mit der ersten Welle sowie in Abhängigkeit der Schaltstellung der Wechselschaltkupplungen mit der ersten elektrischen Maschine oder über eine Wendezahnradstufe mit der ersten Welle, insbesondere Eingangswelle des Planetendifferentials verbindbar, wobei im letztgenannten Fall die erste Welle in umgekehrter Drehrichtung angetrieben werden kann.
  • Bei Antrieben mit externer Energieversorgung, d. h. welche beispielsweise von außen über eine Oberleitung, insbesondere einen Fahrdraht oder eine Stromschiene mit elektrischer Energie versorgt werden, ist ferner eine elektrische Isolation zwischen dem Elektromaschinengehäuse und dem mechanischen Getriebegehäuse erforderlich. Diese kann bei der erfindungsgemäß ausgeführten Bauweise über die Kopplung der Getriebegehäuse mit Distanzringen aus entsprechendem Isolationsmaterial erfolgen. Zusätzlich können die Hohlwellen der Elektromaschine und damit die drehende Verbindung zum mechanischen Getriebeteil aus entsprechendem hochfesten und isolierenden Kunststoffverbundmaterial hergestellt werden.
  • Bezüglich der Anordnung zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung zur Realisierung einer kompakten Bauweise sind diese koaxial angeordnet, so dass der elektrische Getriebeteil und der mechanische Getriebeteil ebenfalls koaxial angeordnet sind, wobei die beiden elektrischen Maschinen quasi beidseits des mechanischen Getriebeteils koaxial zu diesem angeordnet sind und die Rotoren der elektrischen Maschinen als Hohlwellen ausgeführt sind, die über entsprechende Kopplungen über Vorgelegewellen mit dem Planetendifferential, insbesondere der zweiten bis vierten Welle koppelbar sind und durch die die Getriebeeingangs- und die Getriebeausgangswelle geführt sind. Bezüglich des Erfordernisses unterschiedlicher Lagen zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle sind Lösungen in exzentrischer Bauweise oder in einem Winkel zueinander denkbar. Bei winkliger Anordnung werden dabei Winkel zwischen 60° und 90° bevorzugt. Dies wird entweder durch eine zusätzliche Stirnradstufe zum seitlichen Versatz der Abtriebswelle oder eine Kegelradstufe für einen Austrittswinkel zwischen 30° und 150° realisiert. Auch die Integration eines Achsdifferentials in das mechanische Getriebe ist möglich.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung ist ferner der Spannungszwischenkreis mit einer Energiespeichereinheit koppelbar, die während des Betriebes oder aber auch im Bremsbetrieb aufgeladen werden kann. Da die elektrische Energie beim Bremsen bis zu einer bestimmten Leistung abhängig vom Speichermedium rückspeisbar ist und diese beim Anfahren auch wieder abrufbar sein muss, ist ein entsprechender Anschluss der Speichereinheit an den Spannungszwischenkreis, insbesondere die Wechselrichter erforderlich.
  • Bei Kopplung der Getriebebaueinheit an eine Verbrennungskraftmaschine ist ferner bei Dauerbremsungen die Bremsfähigkeit bis zur Nenndrehzahl auszunutzen. Durch geeignete Regelung der Elektromaschinen, die beide beim Bremsen als Generatoren benutzt werden, kann das Bremsmoment des Antriebsmotors durch Ansteuerung auf Einstellung einer beliebigen Drehzahl zwischen Null und Nenndrehzahl zur Regelung des Bremsmomentes am Abtrieb genutzt werden. Die Bremsenergie wird dann über die Kühleinrichtung der Verbrennungskraftmaschine abgeführt.
  • Die Wechselschaltkupplungen und Schaltkupplungen können als Klauenkupplungen oder synchron schaltbare Kupplungen oder Lamellenkupplungen ausgeführt sein. Die konkrete Wahl liegt im Ermessen des zuständigen Fachmannes.
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  • Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
  • 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau eines erfindungsgemäß gestalteten Basissystems eines elektrisch mechanisch Leistungsverzweigungsgetriebes;
  • 2 verdeutlicht eine Weiterentwicklung des Basissystems mit zusätzlicher Möglichkeit der Erhöhung der Spreizung des elektrischen Getriebes;
  • 3 verdeutlicht eine Weiterentwicklung gemäß 2 für den Einsatz in Schienenfahrzeugen;
  • Die 4a–4d verdeutlichen in schematisch vereinfachter Darstellung anhand einer Ausführung gemäß 2 die einzelnen Betriebsbereiche;
  • 5 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand einer Ausführung gemäß 3 den Leistungsfluss in den einzelnen Betriebsbereichen;
  • 6a–6c verdeutlichen mögliche Ausführungen der Anordnung von elektrischem und mechanischem Getriebeteil.
  • Die 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau eines erfindungsgemäß gestalteten elektrisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes 1. Dieses umfasst einen ersten mechanischen Getriebeteil 2 und einen zweiten elektrischen Getriebeteil 3 sowie einen Eingang E und mindestens einen Ausgang A. Der mechanische Getriebeteil umfasst ein Planetendifferentialgetriebe 4, welches als vierwelliges Planetengetriebe vorliegt, das durch Zusammenschaltung zweier Planetenstufen 5 und 6 gebildet wird. Das Planetendifferentialgetriebe 4 umfasst dazu zwei Sonnenräder 7 und 8, die durch einen unterschiedlichen Durchmesser charakterisiert sind. Ferner ist ein Hohlrad 9 vorgesehen sowie eine Stegwelle 10, auf welcher Doppelplanetenräder, Planetenräder 11.1 und 11.2 angeordnet sind. Die Planetenräder 11.1 und 11.2 sind dazu jeweils einer der Planetenstufen 5 und 6 zugeordnet und drehfest miteinander gekoppelt. Diese kämmen mit den Sonnenrädern 7 und 8 und mit dem Hohlrad 9, wobei das Sonnenrad 7 mit dem größeren Durchmesser mit einer Getriebeeingangswelle E und die Stegwelle 10 mit einer Getriebeausgangswelle A wenigstens mittelbar drehfest verbunden ist. Die Planetenstufe 5 umfasst hier im einzelnen das Sonnenrad 7 sowie die Planetenräder 11.1 und die drehfest mit diesen gekoppelte Stegwelle 10. Die Planetenstufe 6 umfasst ein Sonnenrad 8, Planetenräder 11.2, das Hohlrad 9 und die Stegwelle 10. Beide Planetenstufen 5, 6 sind koaxial zueinander angeordnet und umfassen jeweils wenigstens zwei Wellen. Die erste Planetenstufe 5 ist als zweiwelliges Planetengetriebe ausgeführt, die zweite Planetenstufe 6 als dreiwelliges Planetengetriebe, durch die gemeinsame Nutzung der Stegwelle 10 wird ein vierwelliges Getriebe erzeugt. Die einzelnen Wellen der Planetenstufen 5, 6 werden daher von den einzelnen Elementen bzw. den drehfest mit diesen gekoppelten Wellen gebildet. Die erste Welle 12 des Planetendifferentialgetriebes 4 wird dabei vom Sonnenrad 7 der ersten Planetenstufe 5 gebildet und ist mit dem Getriebeeingang E drehfest verbunden. Die zweite Welle 13 wird von der Stegwelle 10 gebildet und damit von der Stegwelle 10 beider Planetenstufen 5 und 6 und ist mit dem Getriebeausgang A drehfest verbunden. Die dritte und die vierte Welle 14 und 15 sind über entsprechende Drehzahlübertragungseinrichtungen mit dem elektrischen Getriebeteil 3 verbindbar. Der elektrische Getriebeteil 3 umfasst dazu zwei jeweils sowohl als Motor und als Generator betreibbare elektrische Maschinen 16 und 17, die über einen Spannungszwischenkreis 18 energetisch miteinander gekoppelt sind und je nach Ansteuerung als Motor oder Generator betreibbar sind, wobei in einem ersten und zweiten Betriebsbereich des elektrisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes 1 das Hohlrad 9 zur Steuerung der Drehrichtung und Drehzahl der Getriebeausgangswelle A mit der ersten elektrischen Maschine 16 gekoppelt ist. Im ersten Betriebsbereich steht die zweite elektrische Maschine 17 über eine Wechselschaltkupplung 19 mit der Getriebeausgangswelle A in Antriebsverbindung und die erste, mit dem Hohlrad 9 gekoppelte elektrische Maschine 16 fungiert in diesem Betriebszustand als Generator, während die zweite elektrische Maschine 17 als Elektromotor fungiert. Erfindungsgemäß werden ferner im ersten und im zweiten Betriebsbereich die beiden elektrischen Maschinen 16 und 17 derart betrieben, dass diese ihren Stellbereich jeweils zwischen minimal und maximal durchlaufen, wobei diese beim Übergang vom ersten in den zweiten Betriebsbereich und umgekehrt jeweils ihre Funktionen als Generator oder Motor vertauschen. Zu diesem Zweck sind im Spannungszwischenkreis 18 Mittel 20 zur Steuerung, insbesondere der Leistungsaufnahme und Abgabe vorgesehen, welche im einfachsten Fall in Form von Umrichtern 21 vorliegen.
  • Die vierte Welle 15 des Planetendifferentialgetriebes 4 ist über eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 22 drehfest mit der ersten elektrischen Maschine 16 verbunden. Die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 22 bildet dabei quasi ein Vorgelege, welches eine im Getriebegehäuse 23 gelagerte Vorgelegewelle 24 antreibt, wobei gemäß der Ausführung in 1 die Vorgelegewelle 24 über eine weitere Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 25 mit der elektrischen Maschine 16, insbesondere dem Rotor dieser elektrischen Maschine, drehfest verbunden ist. Die Vorgelegewelle 24 ist dabei parallel zu den einzelnen Wellen 12 bis 15 des Planetendifferentialgetriebes 4 angeordnet. Die beiden Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 22 und 25 können dabei durch eine Über- oder Untersetzung charakterisiert sein. Denkbar ist auch eine 1:1-Übersetzung, wobei die beiden Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 22 und 25 vorzugsweise durch das gleiche Übersetzungsverhältnis charakterisiert sind. Die zweite elektrische Maschine 17 ist über eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 26 mit einer weiteren zweiten Vorgelegewelle 27 verbunden, welche über die Wechselschaltkupplung 19 wahlweise über eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 50 an die zweite Welle 13 in Form der Stegwelle 10 oder aber die dritte Welle 14 in Form des zweiten Sonnenrades 8 über eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 28 anbindbar ist. Die einzelnen Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 22, 25, 26 sowie 50 und die zur Kopplung der Vorgelegewelle 27 mit der dritten Welle 14 des Planetendifferentialgetriebes 4 vorgesehene Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 28 sind dabei im einfachsten Fall als Stirnradstufen ausgebildet, wobei zur Realisierung einer koaxialen Anordnung der beiden elektrischen Maschinen 16 und 17 und des Planetendifferentialgetriebes 4 zueinander jeweils die mit den elektrischen Maschinen 16 und 17 gekoppelten Stirnräder der einzelnen Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 26 und 25 als Hohlwellen ausgeführt sind. Durch diese werden dabei die Getriebeeingangswelle E und die Getriebeausgangswelle A hindurchgeführt. Die einzelne Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung, hier die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 22, umfasst ein erstes Stirnrad 29, welches drehfest mit dem Hohlrad 9 und damit der vierten Welle 15 verbunden ist und ein zweites Stirnrad 30, welches drehfest mit der Vorgelegewelle 24 verbunden ist. Die zweite Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 25 zur Kopplung mit der ersten elektrischen Maschine 16 umfasst ein Stirnrad 31, welches drehfest mit der Vorgelegewelle 24 verbunden ist und das mit einem drehfest mit der elektrischen Maschine 16, insbesondere dem Rotor, gekoppelten Stirnrad 32 kämmt. Dabei sind die Stirnräder 29 sowie 32 als Hohlwellen ausgeführt. Die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 26 und 28 sind ebenfalls als Stirnradstufen ausgeführt, wobei die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 26 ein Stirnrad 33 umfasst, welches drehfest mit der zweiten elektrischen Maschine 17 verbunden ist und mit einem drehfest mit der Vorgelegewelle 27 verbundenen Stirnrad 34 kämmt. Die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 28 umfasst ein Stirnrad 35, welches drehfest mit der dritten Welle 14 des Planetendifferentialgetriebes 4 verbunden ist und mit einem drehfest mit der Vorgelegewelle 27 über die Wechselschaltkupplung 19 verbindbaren Stirnrad 36 kämmt. Die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 50, welche der wahlweisen Kopplung der Stegwelle 10 bzw. des Getriebeausgangs A mit der zweiten elektrischen Maschine 17 dient, umfasst ein erstes Stirnrad 38, das drehfest mit der Stegwelle 10 verbunden ist und das mit einem über die Wechselschaltkupplung 19 wahlweise mit der Vorgelegewelle 27 drehfest koppelbaren Stirnrad 39 kämmt. Durch diese Konfiguration wird es dabei möglich, die Leistungsflussrichtung im Getriebe beliebig zu ändern.
  • Die Funktionsweise gestaltet sich wie folgt:
    Im Leerlauf, d. h. der Neutralstellung, erfolgt keine Leistungsaufnahme. Im ersten Fahrbereich I fungiert die erste, elektrische Maschine 16 als Generator, die zweite elektrische Maschine 17 als Motor. Diese ist auf maximale Leistungsaufnahme eingestellt. Die erste elektrische Maschine 16 wird dahingehend angesteuert, dass der generatorisch in die energetische Kopplung eingespeiste Leistungsanteil von null bis auf einen größeren Wert, vorzugsweise maximal anwächst. D. h. zu Beginn des ersten Fahrbereiches I wird keine Leistung elektrisch übertragen. Der elektrisch übertragbare Leistungsanteil wächst jedoch durch Ansteuerung der elektrischen Maschinen 16, 17 von null auf maximal. Das entstehende Reaktionsmoment wirkt direkt auf den Getriebeausgang A. Der Wechsel in den zweiten Fahrbereich II erfolgt bei Erreichen der maximal aufnehmbaren Leistung an der als Generator im ersten Fahrbereich betreibbaren elektrischen Maschine 16. Die zweite elektrische Maschine 17 wird dazu derart angesteuert, dass die von dieser aufnehmbare Leistung, insbesondere das aufnehmbare Moment, wieder verringert wird, indem der Stellbereich wieder zurück in Richtung „null" durchlaufen wird, wodurch der Anteil elektrisch übertragener Leistung reduziert wird und die erste elektrische Maschine 16 fast gar keine Leistung mehr in den Spannungszwischenkreis 18 einspeist. Die Wechselschaltkupplung 19 wird betätigt und in ihre zweite Schaltstellung 19 verbracht. Dabei wird die zweite elektrische Maschine 17 an das kleine Sonnenrad 8 des Planetenradgetriebes 4 gekoppelt, wobei gleichzeitig durch Ansteuerung über die Mittel 20 im Spannungszwischenkreis 18 die Funktion der beiden elektrischen Maschinen 16, 17 vertauscht wird.
  • Im zweiten Fahrbereich II fungiert die erste elektrische Maschine 16 als Elektromotor, während die zweite elektrische Maschine 17 die Funktion eines Generator übernimmt. Die zweite elektrische Maschine 17 wird derart angesteuert, dass diese von minimal aufnehmbarer und in den Spannungskreis 18 einspeisbarer Leistung bis auf maximal aufnehmbare und in den Spannungszwischenkreis 18 einspeisbare Leistung eingestellt wird. Die zweite elektrische Maschine 17 treibt somit die erste elektrische Maschine 16 an. Die Getriebeausgangswelle A wird beschleunigt, die elektrisch übertragene Leistung nimmt zu. Ist der Stellbereich der elektrischen Maschine 17 voll ausgenutzt, wird die erste elektrische Maschine 16 hinsichtlich ihres Stellbereiches derart angesteuert, dass dieser verringert wird, d.h. auf eine Leistungsaufnahme aus dem Spannungszwischenkreis 18 auf null zurückgefahren wird. Die zweite elektrische Maschine 17 steht nahezu still. Die Kraftübertragung erfolgt nunmehr fast rein mechanisch.
  • Beim Übergang vom zweiten in den dritten Fahrbereich werden die Funktionen der elektrischen Maschinen 16 und 17 wieder vertauscht, die erste elektrische Maschine 16 fungiert wieder als Generator, die zweite elektrische Maschine 17 als Elektromotor und ändert somit auch die Drehrichtung durch Ansteuerung über den Spannungszwischenkreis. Der elektrisch übertragene Leistungsanteil beträgt im dritten Fahrbereich zwischen 0 und 25 %.
  • Verdeutlicht 1 die Grundversion, sind in den 2 und 3 Modifikationen dieser Grundversion wiedergegeben, mittels welcher besonders vorteilhafte Eigenschaften erzielt werden können. Die 2 verdeutlicht dabei in schematisch vereinfachter Darstellung anhand einer Ausführung gemäß 1 eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung zur Erzielung einer größeren Gesamtübersetzung/Spreizung. Der Grundaufbau entspricht dem in der 1 beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Die in der 1 dargestellte Version wurde um eine weitere Wechselschaltkupplung 40 und eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 41 ergänzt. Die Anbindung des Stirnrades 30 der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 22 erfolgt wahlweise über die Wechselschaltkupplung 40 an die Vorgelegewelle 24. Die Schaltstellung 40, ermöglicht dabei der Kopplung zwischen Hohlrad 9 und elektrische Maschine 16. Ferner ist die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 41 in der zweiten Schaltstellung 40II mit der elektrischen Maschine 16 über die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 25 gekoppelt, d. h. insbesondere die erste Welle 12 mit der elektrischen Maschine 16. Dazu ist das Stirnrad 30 drehfest mit einer Hohlwelle verbunden oder als integrale Baueinheit mit dieser ausgeführt, durch welche die Vorgelegewelle 24 geführt ist. Damit wird es möglich, wahlweise wie beim Basissystem die Vorgelegewelle 24 mit dem Hohlrad 9 des Planetendifferentialgetriebes 4 zu verbinden. Zusätzlich ist es möglich, in einem sogenannten dritten Fahrbereich und dem Rückwärtsgang die mit dem Getriebeeingang E wenigstens mittelbar gekoppelte Antriebsmaschine direkt über ein Zahnradpaar in Form der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 41 mit der ersten elektrischen Maschine 16 zu verbinden. Damit wird es möglich, einen Rückwärtsgang und eine dritte Fahrstufe ohne Blindleistungsanteil zu realisieren.
  • Demgegenüber verdeutlicht 3 eine Weiterentwicklung, ausgehend von der Ausführung gemäß 2. Diese ist in besonders vorteilhafter Weise für den Einsatz in Schienenfahrzeugen geeignet. Der Grundaufbau entspricht im wesentlichen dem in der 2 beschriebenen, weshalb auch hier für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Für den Einsatz in Schienenfahrzeugen wird dabei davon ausgegangen, dass die Verbindung zum Antriebsmotor, d. h. der mit der Getriebeeingangswelle E gekoppelten Antriebsmaschine unterbrechbar sein muss bzw. die Drehzahl der Verbindungswelle zwischen der Antriebsmaschine und damit dem der Getriebeeingangswelle E und dem Planetendifferentialgetriebe 4 in der Richtung umkehrbar sein muss. Dazu wird erfindungsgemäß der Getriebeeingangswelle E und damit auch der ersten Welle 12 eine zentrale Schaltkupplung 42 zugeordnet. Ferner ist ein weiteres Vorgelege 43 vorgesehen, welches mit einer Vorgelegewelle 52 verbunden ist, die vorzugsweise koaxial zur zweiten Vorgelegewelle 27 angeordnet ist, jedoch auch exzentrisch gegenüber dieser versetzt angeordnet sein kann. Das ein weiteres Zahnrad 44, welches mit einem drehfest mit der Getriebeeingangswelle E gekoppelten Stirnrad, hier dem Stirnrad der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 41, kämmt und über dieses mit der ersten Vorgelegewelle 24 gekoppelt. Das Vorgelege, insbesondere die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 43 und 41 bilden ein Hochgangstrio 51 unter Ausnutzung des gemeinsam genutzten, mit der ersten Welle 12 verbundenen Stirnrades, wobei der Hochgangstrio 51 die Leistung von der Getriebeeingangswelle E je nach Schaltstellung der Wechselschaltkupplung 19 auf das Planetendifferentialgetriebe 4 und den elektrischen Getriebeteil 3 verteilt. Die zentrale Schaltkupplung 42 dient dabei der Kopplung des Getriebeeingangs E mit der ersten Welle 12 des Planetendifferentialgetriebes 4. Ferner ist eine Wendeschaltstufe 45 vorgesehen, die zwischen der Vorgelegewelle 43 und der ersten Welle 12 des Planetendifferentialgetriebes 4 angeordnet ist. Die Wendeschaltstufe 45 wird dabei über eine weitere Schaltkupplung 46 an die Vorgelegewelle 43 gekoppelt.
  • Verdeutlichen die 1 bis 3 neben der Grundversion Modifikationen dieser, verdeutlichen die 4 und 5 jeweils die Betriebsweisen der in den 2 und 3 beschriebenen Konfigurationen.
  • Die 4a bis 4c verdeutlichen die einzelnen Fahrbereiche. In den 4a und 4b sind dabei der erste und der zweite Fahrbereich wiedergegeben, wobei die zur Realisierung dieser Fahrbereiche getätigten Ausführungen auch für die in der 1 dargestellte Basisversion gelten. Die Leistungsübertragung, insbesondere die Momentenübertragung, wird dabei anhand von Pfeilen verdeutlicht. Im ersten Fahrbereich fungiert die erste elektrische Maschine 16 als Generator und die zweite elektrische Maschine 17 als Elektromotor. Dies bedeutet, dass die erste elektrische Maschine 16 wenigstens mittelbar mit dem Getriebeeingang E verbunden ist. Die Kopplung erfolgt hier über das Planetendifferentialgetriebe 4, insbesondere die vierte Welle 15. In diesem Funktionszustand ist das Stirnrad 30 der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 22 drehfest mit der Vorgelegewelle 24 verbunden. Bei der Basisversion besteht diese drehfeste Verbindung grundsätzlich, während gemäß der Ausführung 2 diese Kopplung über die Wechselschaltkupplung 40 realisiert wird. Diese dient im dargestellten Fall der drehfesten Anbindung des Stirnrades 30 an die Vorgelegewelle 24. Das Moment wird somit vom Getriebeeingang E zur ersten Welle 12 des Planetendifferentialgetriebes 4 übertragen und von diesem über die Welle 15, die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 22 zur Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 25, deren Ausgang drehfest mit der elektrischen Maschine 16, insbesondere dem Rotor der elektrischen Maschine 16, verbunden ist. Die elektrische Maschine 16 wird in diesem Fahrbereich als Generator betrieben und ist elektrisch über einen Spannungszwischenkreis 18 mit der zweiten elektrischen Maschine 17 verbunden. Dadurch wird der über das Getriebe zur elektrischen Maschine 16 übertragene mechanische Leistungsanteil in elektrische Leistung umgewandelt und an die als Elektromotor fungierende elektrische Maschine 17 übertragen. Diese bewirkt aufgrund ihrer drehfesten Kopplung mit der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 26 einen Antrieb der zweiten Vorgelegewelle 27 und über die Anbindung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 50 durch die Wechselschaltkupplung 19 an die Vorgelegewelle 27 die Leistungsübertragung zum Getriebeausgang A. Der Leistungsfluss ist durch Pfeile verdeutlicht. An der Getriebeausgangswelle A liegt dabei die Gesamtleistung entweder als rein mechanisch übertragene Leistung oder kombinierte mechanisch-elektrisch übertragene Leistung vor. Über die Stelleinrichtungen im Spannungszwischenkreis 18 kann dabei die Drehzahl bzw. das Moment an den elektrischen Maschinen 16, 17 gesteuert werden. Dabei handelt es sich bei der in diesem Fahrbereich als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 16 um die mechanisch aufnehmbare Leistung, d.h. die Drehzahl und/oder das aufnehmbare Moment. Dieser Leistungsanteil wird in elektrische Leistung umgewandelt und der zweiten elektrischen Maschine 17, die in diesem Fahrbereich als Elektromotor fungiert, zugeführt. Über die Mittel 20 im Spannungszwischenkreis 18 wird die von der als Elektromotor betriebenen elektrischen Maschine 17 aufgenommene und mechanisch abgebbare Leistung, insbesondere die diese bestimmenden Parameter, aufnehmbares Moment und Drehzahl gesteuert. Dabei wird der Stellbereich der zweiten elektrischen Maschine 17 voll ausgenutzt. Diese wird vorzugsweise auf maximal aufnehmbare und damit maximal abgebbare mechanische elektrische Leistung eingestellt. Der Stellbereich der ersten elektrischen Maschine 16 wird im ersten Fahrbereich von null bis auf einen vordefinierten Wert, vorzugsweise maximal aufnehmbare mechanische Leistung eingestellt. Dies bedeutet, dass im ersten Fahrbereich der Anteil der elektrisch übertragenen Leistung wächst. Bei Erreichen der maximal aufnehmbaren mechanischen Leistung an der ersten elektrischen Maschine wird die zweite elektrische Maschine 17 derart angesteuert, dass diese in Richtung minimal oder keine aufnehmbare elektrische Leistung und damit abgebbare mechanische Leistung eingestellt wird, so dass zwangsläufig der vom Generator 16 in den Spannungszwischenkreis 18 eingespeiste Leistungsanteil zurückgeht bis nahezu null, d.h. Stillstand der Rotorwelle der als Generator betriebenen elektrischen Maschine 16. Bei Synchronität zwischen der Vorgelegewelle 27 und dem Ausgangsstirnrad 36 des Vorgeleges 28 wird die Wechselschaltkupplung 19 betätigt und in den zweiten Fahrbereich umgeschalten. Die Wechselschaltkupplung ist dann in der Schaltstellung 19II .
  • Die 4b verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Leistungsfluss sowie die Drehrichtungen einzelner Elemente im zweiten Fahrbereich anhand einer Ausführung des erfindungsgemäß gestalteten elektrisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes 1 gemäß 2. Dieser Fahrbereich wird auch mit der Basisversion in dieser Form realisiert. Dabei erfolgt die Leistungsübertragung in einem ersten Leistungszweig über das Planetendifferentialgetriebe 4 und in einem zweiten Leistungszweig über den elektrischen Getriebeteil 3. Im zweiten Fahrbereich werden die Funktionsweisen der elektrischen Maschinen 16 und 17 vertauscht. Die elektrische Maschine 16 fungiert hier als Elektromotor, und die zweite elektrische Maschine 17 als Generator. Die Wechselschaltkupplung 19 befindet sich in der zweiten Schaltposition 19II . Dies bedeutet, dass die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 28 drehfest mit der Vorgelegewelle 27 verbunden ist. Die Leistungsübertragung erfolgt dann vom Getriebeeingang E auf das Planetendifferentialgetriebe 4, hier über das erste Sonnenrad 7 auf die Stegwelle 10, von dieser aufgrund der Rückkopplung der in diesem Fahrbereich zu Beginn noch keine Leistung übertragende elektrische Maschine 17 auf das Hohlrad 9, auf das zweite Sonnenrad 8, die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 28 auf die Vorgelegewelle 27, die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 26 zu der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 17, insbesondere den Rotor dieser elektrischen Maschine. Die über diesen Leistungszweig in den elektrischen Getriebeteil 3 eingespeiste mechanische Leistung wird in elektrische Leistung umgewandelt und über den Gleichspannungszwischenkreis 18 der als Elektromotor betreibbaren elektrischen Maschine 16 zugeführt. Diese bewirkt einen Antrieb der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 25 und über diese durch die drehfeste Kopplung über die Wechselschaltkupplung 40 auf die Vorgelegewelle 24 eine Leistungsübertragung zum Planetendifferentialgetriebe 4, insbesondere zum Hohlrad 9. Im Planetendifferentialgetriebe 4 werden damit die einzelnen Leistungsanteile quasi wieder zusammengeführt und an der Stegwelle 10 der Getriebeausgangswelle A zugesammengeführt. Mittels Pfeilen werden die Drehrichtungen der einzelnen Wellen angedeutet. Der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrbereich erfolgt dabei quasi automatisch, indem im ersten Fahrbereich der Stellbereich der elektrischen Maschinen jeweils von maximal aufnehmbaren Moment an der elektrischen Maschine 16 bis minimales aufnehmbares Moment und minimal abgebbares Moment an der elektrischen Maschine 17 bis maximal abgebbares Moment durchlaufen werden. Bei Drehzahlgleichheit zwischen der Vorgelegewelle 27 und der mit dem Sonnenrad 8 gekoppelten Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 28, insbesondere dem Ausgangsstirnrad, erfolgt die Umschaltung vom ersten Fahrbereich in den zweiten, indem die Wechselschaltkupplung 19 in die Schaltposition 19II verbracht wird und damit die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 28 bzw. die mit dieser gekoppelten dritten Welle des Planetendifferentialgetriebes 4 mit der Vorgelegewelle 27 und damit der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 26 sowie der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 17 verbindet. Die als Generator betreibbare elektrische Maschine 17 wird dabei von maximal aufnehmbarem Moment bis minimal aufnehmbarem Moment betrieben. Dies bedeutet, dass der im zweiten Fahrbereich übertragene elektrische Leistungsanteil über den zweiten Fahrbereich abnimmt und am Ende des zweiten Fahrbereiches die Leistung rein mechanisch über das Planetendifferentialgetriebe 4 übertragen wird, indem die vierte Welle 15 sowie die dritte Welle 14 sich an den elektrischen Maschinen 17 und 16 abstützen, d.h. das Hohlrad am Ende des zweiten Fahrbereiches quasi stillsteht. Dies gilt in Analogie für die dritte Welle 14. Die Leistung wird dann direkt vom Getriebeeingang E über das Sonnenrad 7 auf die Stegwelle 10 und damit zum Getriebeausgang A übertragen.
  • Das maximale übertragbare Moment im ersten Fahrbereich ist abhängig von der Auslegung der Planetengetriebe der Vorgelegeübersetzung und den Elektromaschinen.
  • An die rein mechanische Leistungsübertragung im zweiten Fahrbereich schließt sich ein weiterer dritter Fahrbereich an, für welchen in 4c der Leistungsfluss in schematisch vereinfachter Darstellung wiedergegeben ist. Der dritte Fahrbereich wird dabei mit einer Ausführung gemäß 2 realisiert. Die Wechselschaltkupplung 40 befindet sich dabei in ihrer zweiten Schaltposition 40 II, in welcher diese die Vorgelegewelle 24 mit der weiteren Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 41 verbindet. Die erste elektrische Maschine 16 wird hier wieder als Generator betrieben. In diesem Fahrbereich wird die mit dem Getriebeeingang E gekoppelte Antriebsmaschine über die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 41 mit der elektrischen Maschine 16 direkt gekoppelt, wobei hier ein erster Leistungsanteil vom Getriebeeingang direkt zur als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 16 über die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 41 und 25 übertragen wird. Dieser Leistungsanteil wird in elektrische Leistung umgewandelt und über den Spannungszwischenkreis 18 der als Motor betreibbaren elektrischen Maschine 17 zugeführt und über diese in das Planetendifferentialgetriebe 4 quasi wieder eingespeist, indem die Wechselschaltkupplung 19 sich in ihrer zweiten Schaltstellung 19 II befindet und damit die Vorgelegewelle 27 mit der dritten Welle 14 des Planetendifferentialgetriebes 4 verbindet. Ferner wird auch ein Anteil an Leistung rein mechanisch zum Planetendifferentialgetriebe 4 übertragen, d.h. zur ersten Welle 12. Je nach Ansteuerung der elektrischen Maschinen 16 und 17 werden die einzelnen Leistungsanteile im Planetendifferentialgetriebe 4 wieder zusammengeführt und an die Stegwelle 10 übertragen. Die als Generator betreibbare elektrische Maschine 16 und die als Motor in diesem Fahrbereich betreibbare elektrische Maschine 17 durchlaufen vorzugsweise wieder den gesamten Stellbereich.
  • Demgegenüber verdeutlicht 4d in schematisch vereinfachter Darstellung den Leistungsfluss und die Drehrichtungen für Rückwärtsfahrt. Bei Rückwärtsfahrt wird dabei wie im ersten Fahrbereich die als Generator betreibbare elektrische Maschine von der elektrischen Maschine 16 gebildet, während die Funktion des Elektromotors von der elektrischen Maschine 17 übernommen wird. Die Wechselschaltkupplung 19 befindet sich in diesem Funktionszustand in ihrer ersten Schaltstellung, d.h. diese verbindet die Stegwelle 10 mit der Vorgelegewelle 27. Der Leistungsfluss erfolgt auch hier wieder vom Getriebeeingang E zum Planetendifferential 4 über die als Generator betreibbare elektrische Maschine 16 zur als Motor fungierenden elektrischen Maschine 17 und von dieser über die drehfeste Kopplung mit der Vorgelegewelle 27 über die Wechselschaltkupplung 19 zur Stegwelle 10, wobei hier aufgrund der Führung des Leistungsflusses eine Drehrichtungsumkehr erzielt wird. Die Drehrichtungen der Rotoren von elektrischen Maschinen 16 und 17 sind analog zu den im zweiten Fahrbereich.
  • Die 5a bis 5d verdeutlichen in schematisch vereinfachter Darstellung den Leistungsfluss und die Drehrichtungen mittels Pfeilen für eine Ausführung des elektrisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes 1 gemäß 3. Auch hier werden im ersten Fahrbereich die elektrische Maschine 16 als Generator betrieben und die elektrische Maschine 17 als Motor. Die Leistungsübertragung erfolgt dabei in zwei Leistungszweigen, dem mechanischen Leistungszweig über das Planetendifferentialgetriebe 4 und einem elektrischen Leistungszweig über die als Generator betreibbare elektrische Maschine 16 zur elektrischen Maschine 17. Die als Generator betreibbare elektrische Maschine 16 durchläuft dabei einen Stellbereich von minimal aufnehmbarem Moment bis maximal aufnehmbarem Moment, so dass zu Beginn eine Abstützung des Hohlrades an der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 16 erfolgt. Dies gilt in Analogie für die als Elektromotor fungierende elektrische Maschine 17, welche zu Beginn aufgrund der maximal erfolgenden Leistungsübertragung bzw. Leistungsabgabe von dieser die Stegwelle 10 abstützt. Der von der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 16 aufgenommene Leistungsanteil, welcher über das Hohlrad 9 des Planetendifferentialgetriebes 4 auf die mit diesem gekoppelten Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 25 übertragen wird, vergrößert sich über den ersten Fahrbereich. Dies bedeutet, dass der elektrische Leistungsanteil zunehmend größer wird und der rein mechanisch übertragene Leistungsanteil zunehmend abnimmt, wobei der elektrische Leistungsanteil über die als Motor fungierende elektrische Maschine 17, die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 26 und die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 50 der Stegwelle 10 und damit der Getriebeausgangswelle A zugeführt wird. Zur Kopplung des Einganges E mit der ersten Welle 12 ist die Zentralkupplung 42 aktiviert und verbindet den Getriebeeingang E über den Wendeschaltsatz 45, wobei hier je nach Betätigung der Schaltkupplung 42 die Drehrichtungen variieren können.
  • Die 5b verdeutlicht demgegenüber die Verhältnisse im zweiten Fahrbereich. Hier erfolgt quasi eine Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrbereich bei Drehzahlgleichheit an der Vorgelegewelle 27 und dem Ausgang der mit der dritten Welle 14 des Planetendifferentialgetriebes 4 gekoppelten Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 28. Die Funktion der elektrischen Maschinen werden vertauscht. Die elektrische Maschine 17 fungiert als Generator und die elektrische Maschine 16 als Elektromotor, wobei der elektrische übertragene Leistungsanteil über den zweiten Fahrbereich abnimmt und die Leistung am Ende rein mechanisch übertragen wird.
  • Die 5c verdeutlicht demgegenüber die Verhältnisse im dritten Fahrbereich, in welchem wiederum die Funktionen zwischen der elektrischen Maschinen 16 und 17 vertauscht werden. Die 5d verdeutlicht die Verhältnisse bei Rückwärtsfahrt, wobei in diesem Fall die elektrischen Maschinen 16 und 17 jeweils sowohl als Generator als auch als Elektromotor betreibbar sind. Im Rückwärtsgang ist dabei die Zentralkupplung 42 nicht betätigt und ferner auch nicht die mit der Wendeschaltung 45 zugeordnete Schaltkupplung 46. Die Leistungsübertragung erfolgt somit quasi unabhängig von der Wendeschaltstufe 45.
  • Die 1 bis 3 verdeutlichen Ausführungen jeweils mit koaxialer Anordnung von mechanischem und elektrischem Getriebeteil 2, 3. Die 6a verdeutlicht dabei beispielhaft eine Ausführung eines erfindungsgemäß gestalteten elektrisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes 1 in einer Ansicht von vorn gemäß der 1 bis 3.
  • Erkennbar ist dabei der mechanische Getriebeteil 2, der von einem Gehäuse umschlossen ist, wobei die beiden elektrischen Maschinen 16 und 17 jeweils beidseits des mechanischen Getriebeteils 3 angeordnet sind und ebenfalls von einem Gehäuse umschlossen werden. Die einzelnen Gehäuse sind aneinander angeflanscht. Getriebeeingang E und Getriebeausgang A sind koaxial zueinander angeordnet.
  • Gegenüber der 6a verdeutlichen die 6b und 6c beispielhaft weitere Anordnungsmöglichkeiten von Getriebeeingang E und Getriebeausgang A zueinander, wobei 6b eine Ausführung mit rechtwinkliger Anordnung wiedergibt. Der Getriebeausgang wird dabei im mechanischen Getriebeteil 2 angeordnet. Der Getriebeausgang A ist dabei 90° gegenüber dem Getriebeeingang E versetzt.
  • Die 6c verdeutlicht beispielhaft eine weitere Anordnungsmöglichkeit des Getriebeausgangs A in exzentrischer Anordnung. Dabei sind Getriebeeingang E und Getriebeausgang A vorzugsweise parallel zueinander ausgeführt, jedoch um einen Abstand a zueinander versetzt.
  • Die in den 6a bis 6c dargestellten Anordnungsmöglichkeiten von Getriebeeingang E und Getriebeausgang A zueinander sind beispielhaft. Denkbar ist unter Berücksichtigung des Vorsehens entsprechender Übertragungselemente jede Position. Eine besonders bevorzugte Variante ist jedoch in 6a für die koaxiale Anordnung wiedergegeben.
    • 1
    elektrisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe
    2
    mechanischer Getriebeteil
    3
    elektrischer Getriebeteil
    4
    Planetendifferentialgetriebe
    5
    Planetenstufe
    6
    Planetenstufe
    7
    Sonnenrad
    8
    Sonnenrad
    9
    Hohlrad
    10
    Stegwelle
    11.1
    Planetenräder
    11.2
    Planetenräder
    12
    erste Welle
    13
    zweite Welle
    14
    dritte Welle
    15
    vierte Welle
    16
    elektrische Maschine
    17
    zweite elektrische Maschine
    18
    Spannungszwischenkreis
    19
    Wechselschaltkupplung
    20
    Mittel zur Steuerung
    21
    Umrichter
    22
    erste Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung
    23
    Getriebegehäuse
    24
    Vorgelegewelle
    25
    Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung
    26
    Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung
    27
    Vorgelegewelle
    28
    Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung
    29
    Stirnrad
    30
    Stirnrad
    31
    Stirnrad
    32
    Stirnrad
    33
    Stirnrad
    34
    Stirnrad
    35
    Stirnrad
    36
    Stirnrad
    37
    Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung
    38
    Stirnrad
    39
    Stirnrad
    40
    Wechselschaltkupplung
    41
    Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung
    42
    zentrale Schaltkupplung
    43
    Vorgelegewelle
    44
    Zahnrad
    45
    Wendeschaltstufe
    46
    Schaltkupplung
    50
    Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung

Claims (24)

  1. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1), insbesondere für Fahrzeuge, umfassend mindestens einen Eingang (E) und einen Getriebeausgang (A); 1.1 mit einem ersten mechanischen Getriebeteil (2) und einem zweiten elektrischen Getriebeteil (3); gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.2 mit mindestens zwei über wenigstens eine Schaltkupplung (19, 40) bei Synchronlauf und Ansteuerung des elektrischen Getriebeteils (3) schaltbaren Betriebsbereichen; 1.3 der erste mechanische Getriebeteil umfasst ein mindestens vierwelliges Planetendifferentialgetriebe (4), umfassend zwei koaxial zueinander angeordnete Planetenstufen (5, 6), wobei eine erste Welle (12) von einem Element der ersten Planetenstufe (5), die zweite Welle von einem Element der ersten und zweiten Planetenstufe (5, 6), die dritte Welle von einem ersten Element der zweiten Planetenstufe (6) und die vierte Welle von einem zweiten Element der zweiten Planetenstufe (6) gebildet wird, wobei jeweils die erste (12) Welle mit dem Getriebeeingang (E) verbunden sind, während die zweite Welle (13) mit dem Getriebeausgang (A) drehfest verbunden ist; 1.4 der elektrische Getriebeteil (3) ist zwischen der dritten und der vierten Welle (14, 15) angeordnet; 1.5 der elektrische Getriebeteil (3) umfasst zwei elektrische, sowohl als Generator als auch als Motor betreibbare elektrische Maschinen (16, 17), die über einen Spannungszwischenkreis (18) energetisch miteinander gekoppelt sind; 1.6 mit Mitteln (20) zur Steuerung wenigstens einer die Leistungsaufnahme und -abnahme der elektrischen Maschinen (16, 17) wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe.
  2. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die dritte Welle (12, 14) des Planetendifferentialgetriebes (4) von den Sonnenrädern (7, 8) der beiden Planetenstufen (5, 6) gebildet werden, wobei die Sonnenräder (7, 8) unterschiedliche Durchmesser aufweisen; 2.2 die vierte Welle (15) wird von einem Hohlrad (9) und die zweite Welle (13) von der Stegwelle (10) gebildet, auf der Doppelplanetenräder angeordnet sind, die mit den Sonnenrädern (7, 8) und mit dem Hohlrad (9) kämmen, wobei das Sonnenrad (7) mit dem größeren Durchmesser mit der Getriebeeingangswelle (E) und die Stegwelle (10) mit der Getriebeausgangswelle (A) verbunden ist; 2.3 der zweite elektrische Getriebeteil (3) umfasst zwei energetisch miteinander gekoppelte, in beide Richtungen als Generator oder Motor betreibbare verstellbare elektrische Maschinen (16, 17), wobei a) im ersten und zweiten Betriebsbereich das Hohlrad (9) zur Steuerung der Drehrichtung und Drehzahl der Getriebeausgangswelle (A) mit der ersten elektrischen Maschine (16) gekoppelt ist und b) im ersten Betriebsbereich die zweite elektrische Maschine (17) über eine Wechselschaltkupplung (19) mit der Getriebeausgangswelle (A) in Antriebsverbindung steht und die erste, mit dem Hohlrad (9) verbundene elektrische Maschine (16) als Generator und die zweite elektrische Maschine (17) als Elektromotor arbeitet und c) im ersten und im zweiten Betriebsbereich die beiden elektrischen Maschinen (16, 17) jeweils gegensinnig zueinander ihren Stellbereich zwischen minimal und maximal durchlaufen, wobei sie d) beim Übergang vom ersten in den zweiten Betriebsbereich und umgekehrt jeweils ihre Funktion tauschen und e) in der Endstellung des ersten Betriebsbereiches die als Generator arbeitende erste elektrische Maschine (16) auf maximales und die als Motor arbeitende zweite elektrische Maschine (17) auf minimales aufnehmbares Moment eingestellt ist.
  3. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Betriebsbereich die zweite elektrische Maschine (17) über die Wechselschaltkupplung (19) mit dem kleinen Sonnenrad der zweiten Planetenstufe (5) verbunden ist und ein Bremsenergiespeicher-Schwungrad mit dem kleinen Sonnenrad (8) und/oder eine Bremsenergiespeichereinrichtung mit dem Spannungszwischenkreis (18) verbindbar ist.
  4. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Wechselschaltkupplung (19) und dem kleinen Sonnenrad (8) über ein Zahnrad (35) führt, das auf einer die Getriebeeingangswelle (E) umgebenden, mit dem kleinen Sonnenrad (8) der zweiten Planetenstufe (6) drehfest verbundenen Hohlwelle sitzt.
  5. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20) zur Beeinflussung der auf- und abnehmbaren Leistung der elektrischen Maschinen (16, 17) mindestens einen, jeder elektrischen Maschine (17, 18) zugeordneten Umrichter in dem Spannungszwischenkreislauf (18) umfasst.
  6. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zwischen den einzelnen Wellen (12, 13, 14, 15) des Planetendifferentialgetriebes (4) und den elektrischen Maschinen (16, 17) des elektrischen Getriebeteils (3) über Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen (25, 28, 50, 22) erfolgt.
  7. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen (22, 25, 28, 50) in Form von Stirnradsätzen ausgeführt sind.
  8. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselschaltkupplung (19) in der Verbindung zwischen dem Planetendifferential (4) und der zweiten elektrischen Maschine (17) angeordnet ist.
  9. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselschaltkupplung (19) wenigstens zwei erste Schaltstellungen (19I , 19II ) umfasst und die Wechselschaltkupplung (19) einer ersten Vorgelegewelle (27) zugeordnet ist, wobei in einer Schaltstellung (19II ) diese die dritte Welle (14) des Planetendifferentialgetriebes (4) mit der Vorgelegewelle (27) und der mit dieser drehfest gekoppelten Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (26) verbindet, welche mit dem Rotor der zweiten elektrischen Maschine (17) gekoppelt ist und in der anderen Schaltstellung (19I ) den Rotor der zweiten elektrischen Maschine (17) mit der zweiten Welle (13) des Planetendifferentials (4) verbindet.
  10. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Wechselschaltkupplung (40) vorgesehen ist, die wenigstens zwei Schaltstellungen (40I , 40II ) umfasst, wobei diese in einer Schaltstellung (40I ) den Rotor der ersten elektrischen Maschine (16) mit der vierten Welle (15) des Planetendifferentialgetriebes (4) verbindet und in der anderen Schaltstellung (40II ) den Getriebeeingang (E) mit dem Rotor der ersten elektrischen Maschine (16) verbindet.
  11. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Welle (15) über eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (22) mit einer mit dem Rotor der ersten elektrischen Maschine (16) über eine Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung (25) gekoppelte Vorgelegewelle (24) verbindbar ist.
  12. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Getriebeteil (3) und der mechanische Getriebeteil (2) koaxial zueinander angeordnet sind.
  13. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeeingang (E) und der Getriebeausgang (A) koaxial zueinander angeordnet sind.
  14. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren der elektrischen Maschinen (16, 17) als Hohlwellen ausgeführt sind, durch die die Getriebeeingangswelle (E) und die Ausgangswelle (A) jeweils führbar sind.
  15. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeeingang (E) und der Getriebeausgang (A) exzentrisch zueinander angeordnet sind.
  16. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (E) und die Getriebeausgangswelle (A) parallel zueinander angeordnet sind.
  17. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (E) und die Getriebeausgangswelle (A) in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
  18. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorgelegewelle vorgesehen ist, die mit dem Getriebeeingang über ein Vorgelege drehfest verbunden ist.
  19. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder elektrischen Maschine (16, 17) ein eigenes Gehäuse zugeordnet ist und dem mechanischen Getriebeteil (2) ein eigenes Gehäuse zugeordnet ist, wobei die einzelnen Gehäuse aneinander angeflanscht werden.
  20. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: mit einer Wendeschaltung, umfassend eine Wendeschaltstufe (45), die zwischen Getriebeeingang (E) und Planetendifferential (4) schaltbar ist.
  21. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte exzentrisch zum Getriebeeingang (E) angeordnete Vorgelegewelle (52) vorgesehen ist, die über eine schaltbare Kupplung (46) den Getriebeeingang (E) mit der Wendeschaltstufe (45) verbindet.
  22. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (43) vorgesehen ist, welche den Getriebeeingang (E) mit der dritten Vorgelegewelle (52) verbindet.
  23. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere zentrale Schaltkupplung (42) vorgesehen ist, die die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (43) mit der ersten Welle (12) des Planetendifferentialgetriebes (4) verbindet.
  24. Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Maschinen (16, 17) als Synchronmaschinen mit transversaler Flussführung ausgeführt sind.
DE102005043953A 2005-09-15 2005-09-15 Elektrisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe Withdrawn DE102005043953A1 (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1988309A2 (de) * 2007-03-29 2008-11-05 SO.RE.MA Ferroviaria S.p.A. Übertragungsvorrichtung für endotherm angetriebene Maschinen
AT505740B1 (de) * 2007-08-24 2009-07-15 Evva Werke Verwendung eines bistabilen und/oder biegsamen displays
EP2143583A1 (de) * 2007-04-05 2010-01-13 Hokkaido Railway Company Schienenfahrzeugantriebssystem und dieses system verwendendes schienenfahrzeug
CN110303865A (zh) * 2019-07-11 2019-10-08 广西玉柴机器股份有限公司 串联双电机差速功率分流的无级变速传动系统

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1988309A2 (de) * 2007-03-29 2008-11-05 SO.RE.MA Ferroviaria S.p.A. Übertragungsvorrichtung für endotherm angetriebene Maschinen
EP1988309A3 (de) * 2007-03-29 2012-01-25 SO.RE.MA Ferroviaria S.p.A. Übertragungsvorrichtung für endotherm angetriebene Maschinen
EP2143583A1 (de) * 2007-04-05 2010-01-13 Hokkaido Railway Company Schienenfahrzeugantriebssystem und dieses system verwendendes schienenfahrzeug
EP2143583A4 (de) * 2007-04-05 2012-09-05 Hokkaido Railway Company Schienenfahrzeugantriebssystem und dieses system verwendendes schienenfahrzeug
US8267825B2 (en) 2007-04-05 2012-09-18 Hokkaido Railway Company Track car drive system, and track car using the system
AT505740B1 (de) * 2007-08-24 2009-07-15 Evva Werke Verwendung eines bistabilen und/oder biegsamen displays
CN110303865A (zh) * 2019-07-11 2019-10-08 广西玉柴机器股份有限公司 串联双电机差速功率分流的无级变速传动系统
CN110303865B (zh) * 2019-07-11 2024-03-12 广西玉柴机器股份有限公司 串联双电机差速功率分流的无级变速传动系统

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