-
Die Erfindung betrifft elektromechanische Getriebe, insbesondere, für Kettenfahrzeuge.
-
Kettenfahrzeuge, wie etwa Panzer, laufen auf endlosen Ketten, die manchmal als Raupen bezeichnet werden, anstatt auf Rädern. Die Kettenfahrzeuge können eine Kurve fahren, indem Kettenräder, die mit Ketten auf einer Seite des Fahrzeugs in Eingriff stehen, mit einer anderen Drehzahl beaufschlagt werden als Kettenräder, die mit Ketten auf der anderen Seite des Fahrzeugs in Eingriff stehen. Typischerweise werden ein Antriebsmotor sowie ein Lenkmotor dazu verwendet, die Kettenräder anzutreiben. Alternativ können getrennte Antriebsmotoren dazu verwendet werden, die gegenüberliegenden Ketten anzutreiben, wodurch eine separate Geschwindigkeitssteuerung der Ketten ermöglicht wird.
-
Ein elektromechanisches Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE 197 18 743 A1 bekannt. Die
DE 37 28 171 A1 beschreibt ein elektromechanisches Getriebe mit elektrischem Antriebsmotor und elektrischem Lenkmotor.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein elektromechanisches Getriebe für ein Kettenfahrzeug mit einem verbesserten regenerativen Lenkwirkungsgrad und einer verringerten Lenkmotorgröße zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektromechanisches Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Das elektromechanische Getriebe weist einen elektrischen Antriebsmotor und einen elektrischen Lenkmotor auf. Der Antriebsmotor und der Lenkmotor sind funktional mit einem ersten und einem zweiten Achsantriebsmechanismus verbunden. Es sind ein Antriebsdifferenzialzahnradsatz und ein erster und zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus (die hierin als Baugruppe mit zwei Drehzahlbereichen bezeichnet sind) vorgesehen. Der Antriebsmotor ist funktional mit den Achsantriebsmechanismen über eine selektive Einrückung des ersten oder zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus verbindbar, um ein erstes oder ein zweites Drehzahlverhältnis über den Antriebsdifferenzialzahnradsatz hinweg herzustellen.
-
Ein Sonnenrad des Antriebsdifferenzialzahnradsatzes kann ständig mit dem Antriebsmotor verbunden sein. Ein Hohlrad des Antriebsdifferenzialzahnradsatzes kann selektiv entweder mit dem Sonnenrad über den zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus oder mit einem ersten feststehenden Element über den ersten Drehmomentübertragungsmechanismus verbunden sein. Darüber hinaus kann eine Abtriebsquerwelle funktional mit dem ersten und zweiten Achsantriebsmechanismus verbunden und axial dazwischen positioniert sein, so dass ein Planetenträger des Antriebsdifferenzialzahnradsatzes funktional mit der Abtriebsquerwelle verbunden ist.
-
Der erste Drehmomentübertragungsmechanismus ist vorzugsweise eine Bremse, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des Antriebsdifferenzialzahnradsatzes an einem feststehenden Element festzulegen. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus kann eine Kupplung sein, die selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad und das Hohlrad des Differenzialzahnradsatzes miteinander zu verbinden.
-
Ein erster und ein zweiter kombinierender Differenzialzahnradsatz sind vorzugsweise vorgesehen, um den Leistungsfluss von dem Lenkmotor und dem Antriebsmotor zu kombinieren. Ein Hohlrad eines jeden von dem ersten und zweiten kombinierenden Differenzislzahnradsatz kann ständig mit der Abtriebsquerwelle verbunden sein, und ein Sonnenrad eines jeden von den kombinierenden Differenzialzahnradsätzen kann funktional mit den Lenkmotoren verbunden sein. Schließlich kann ein Planetenträger eines jeden von dem ersten und zweiten kombinierenden Differenzialzahnradsatz funktional mit dem zugeordneten Achsantriebsmechanismus verbunden sein.
-
Es können Bremsen vorgesehen sein, um den Planetenträger eines jeden von den kombinierenden Differenzialzahnradsätzen selektiv festzulegen, um dadurch den Abtrieb des Getriebes zu bremsen. Eine Nullwelle liegt vorzugsweise parallel zur Abtriebsquerwelle. Der Lenkmotor ist funktional mit dem ersten und zweiten Achsantriebsmechanismus über die Nullwelle verbunden. Ein effizientes Packen des Antriebsmotors und Lenkmotors unter Ausnutzung der parallelen Nullwelle zur Leistungsübertragung ermöglicht es, dass die Motoren als Module vorgesehen sein können, die mit feststehenden Elementen, wie etwa den Motorgehäusen, über eine axiale Schelle verbindbar sind. Die Motormodule sind zur Wartung leicht entnehmbar, indem die axiale Schelle gelöst wird.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsart der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen leicht deutlich werden.
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Getriebes innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung;
-
2 ist eine Wahrheitstabelle, die einen Einrückplan von Drehmomentübertragungsmechanismen zeigt, um in dem Getriebe von 1 verschiedene Übersetzungsverhältnisse zu erreichen;
-
3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung des Getriebes von 1 (das die Achsantriebsmechanismen nicht zeigt;
-
4 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Abschnitts des Getriebes von 3, die eine V-Schelle darstellt; und
-
5 ist eine schematische Perspektivansicht der V-Schelle von 4.
-
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile beziehen, ist ein Kettenfahrzeug 10 durch ein hybrides elektromechanisches Getriebe 12 angetrieben. Das Getriebe 12 umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 14, der hierin auch als Fahrmotor bezeichnet ist, sowie einen elektrischen Lenkmotor 16, der hierin auch als Lenkmotor bezeichnet ist. Der Fahrmotor 14 und der Lenkmotor 16 sind jeweils separat über Zahnräder und Getriebewellen verbunden, wie es nachstehend beschrieben ist, um ein linkes Abtriebselement 18 und ein rechtes Abtriebselement 20 getrennt anzutreiben. Das linke Abtriebselement 18 ist über einen Achsantriebs-Planetenradsatz PF1 funktional mit einem linken Kettenrad 22 verbunden, das eine linke Kette (die nicht gezeigt ist) dreht, wie es Fachleute verstehen werden. Gleichermaßen ist das rechte Abtriebselement 20 funktional mit einem rechten Achsantriebs-Planetenradsatz PF2 verbunden, der wiederum ein rechtes Kettenrad 24 antreibt, um eine rechte Kette (die nicht gezeigt ist) zu drehen, wie es Fachleute verstehen werden.
-
Der Fahrmotor 14 und der Lenkmotor 16 sind vorzugsweise letztendlich durch einen Dieselmotor angetrieben, der Leistung an einen Generator liefert, der wiederum Leistung an einen elektrischen Fahrzeugbus liefert und überschüssige elektrische Leistung in einer Lithiumbatterie speichert. Der Fahrmotor 14 und der Lenkmotor 16 ziehen Leistung aus dem elektrischen Bus, um die Kettenräder 22, 24 anzutreiben. Die Erfindung ist nicht auf eine als Dieselmotor ausgebildete Leistungsquelle begrenzt; vielmehr kann jede bekannte Leistungsquelle, die einen Generator antreiben kann, und jeder bekannte Typ von Batterie innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung verwendet werden. Der Fahrmotor 14 ist vorzugsweise mit Drehzahlen von bis zu 13.000 Umdrehungen pro Minute (U/min) betreibbar, und der Lenkmotor 16 kann mit Drehzahlen von bis zu 16.000 U/min angetrieben werden, wie es erforderlich ist, um das Fahrzeug 10 zu drehen. Zumindest eine Steuereinheit (die nicht gezeigt ist) empfängt eine Bedienereingabe und steuert die Drehzahlen der Motoren 14, 16 sowie die Drehrichtung der Motoren, um die gewünschte Beweglichkeit des Fahrzeugs 10 zu erreichen.
-
Ein Fahrmotor-Abtriebselement 26 überträgt Leistung durch eine Übertragungskette mit drei Zahnrädern 28 durch einen Antriebsplanetenradsatz P1 auf eine Abtriebsquerwelle 30. Die Übertragungskette mit drei Zahnrädern 28, die hierin auch als die Fahrmotor-Übertragungskette bezeichnet wird, umfasst Zahnrad 32, Zwischenrad 34 und Zahnrad 36. Zahnrad 32 kämmt mit Zahnrad 34, das wiederum mit Zahnrad 36 kämmt, wodurch Zahnrad 36 in der gleichen Drehrichtung wie Zahnrad 32 rotiert. Zahnrad 36 ist über eine Hohlwelle 38 mit einem Sonnenradelement 42 des Antriebsplanetenradsatzes P1 verbunden, das auch ein Hohlradelement 44 und ein Trägerelement 46 umfasst, der einen Satz Planetenräder 47 drehbar lagert, die mit sowohl dem Hohlradelement 44 als auch dem Sonnenradelement 42 kämmen. Das Trägerelement 46 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebsquerwelle 30 verbunden. Die Hohlwelle 38 und das Sonnenradelement 42 rotieren mit der Abtriebsquerwelle 30 und liegen koaxial zu dieser.
-
Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus, Kupplung C1, ist selektiv einrückbar, um das Hohlrad 44 an dem feststehenden Element, einem Abschnitt eines Getriebegehäuses 48A, festzulegen. Bei durch Einrücken von C1 feststehend gehaltenem Hohlrad 44 wird ein erstes Übersetzungsverhältnis über den Planetenradsatz P1 hinweg realisiert.
-
Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus, Kupplung C2, ist selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 44 mit dem Sonnenradelement 42 zu verbinden. Wenn das Hohlradelement 44 und das Sonnenradelement 42 miteinander verbunden sind, rotieren sie mit der gleichen Drehzahl. Wenn irgendwelche zwei Elemente eines Planetenradsatzes mit der gleichen Drehzahl rotieren, rotieren alle drei Elemente (d. h. das Hohlradelement 44, das Sonnenradelement 42 und das Trägerelement 46) mit der gleichen Drehzahl. In dieser Konfiguration sagt man, dass der Planetenradsatz P1 sich in einem direkten Antrieb mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis über den Planetenradsatz P1 von 1,00 hinweg befindet.
-
Der Antriebsplanetenradsatz P1, der erste Drehmomentübertragungsmechanismus C1 und der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus C2 können als Baugruppe mit zwei Drehzahlbereichen bezeichnet werden. Ein erstes (niedriges) Übersetzungsverhältnis, das durch Einrücken der Kupplung C1 erreicht wird, erzeugt eine Übersetzungsverhältnisstufe in Bezug auf ein zweites Übersetzungsverhältnis (hoch), das erreicht wird, indem die Kupplung C1 ausgerückt und die Kupplung C2 eingerückt wird. Die gewählte Übersetzungsverhältnisstufe lässt zu, dass das Drehmoment an den Kettenrädern 22, 24 vor und nach dem Schalten konstant bleibt. Mit anderen Worten ist Leistung von dem Motor konstant, obwohl die Drehzahl des Motors 14 nach dem Schalten verringert sein wird, so dass das Drehmoment von dem Motor zunimmt. Deshalb bleibt die Leistung an den Kettenrädern 22, 24 konstant.
-
Die Abtriebsquerwelle 30 ist an jedem Ende mit einem ersten bzw. zweiten kombinierenden Planetenradsatz P01 bzw. P02 verbunden. Die Planetenradsätze P01 bzw. P02 werden als kombinierende Planetenradsätze bezeichnet, da, wie es nachstehend detaillierter beschrieben wird, Leistung von sowohl dem Fahrmotor 14 als auch dem Lenkmotor 16 durch die Planetenradsätze P01 und P02 für den Abtrieb an dem linken bzw. rechten Abtriebselement 18 bzw. 20 kombiniert wird. Der Planetenradsatz P01 umfasst ein Sonnenradelement 52, ein Hohlradelement 54 und ein Trägerelement 56, das einen Satz Planetenradelemente 57 drehbar lagert, die mit sowohl dem Hohlradelement 54 als auch dem Sonnenradelement 52 kämmen. Die Abtriebsquerwelle 30 ist ständig mit dem Hohlradelement 54 verbunden. Das Trägerelement 56 ist ständig mit dem linken Abtriebselement 18 verbunden. Das Sonnenradelement 52 ist zur Rotation mit Zahnrad 60 verbunden. Zahnrad 60 ist funktional mit dem Lenkmotor 16 verbunden und empfängt Leistung von diesem, wie es nun beschrieben wird. Genauer ist das Lenkmotor-Abtriebselement 61 ständig mit einem Sonnenradelement 62 des Lenkmotor-Planetenradsatzes PS verbunden. der Lenkmotor-Planetenradsatz PS umfasst auch ein Hohlradelement 64, das ständig an einem feststehenden Element 48B festgelegt ist, sowie ein Trägerelement 66, das mehrere Planetenräder 67 drehbar lagert, die mit dem Hohlradelement 64 und dem Sonnenradelement 62 kämmen. Das Trägerelement 66 ist zur Rotation mit einer Übertragungswelle 69 verbunden, die mit der gleichen Drehzahl wie das Zahnrad 70 rotiert und zur Rotation mit diesem verbunden ist. Ein Drehzahlsensor 73 kann benachbart zu dem Zahnradelement 70 angeordnet sein, um dessen Drehzahl zu erfassen, wodurch eine Bestimmung der Drehzahl des Lenkmotors 16 durch Berechnung der Drehzahl des Übersetzungsverhältnisses über den Planetenradsatz PS hinweg zugelassen wird, wie es Fachleute verstehen werden.
-
Das Zahnrad 70 ist ein Element des Lenk-Zahnradübertragungsstranges, der Zahnrad 72, Zahnrad 74, Zahnrad 76, Zahnrad 78, Zahnrad 80, Zahnrad 82 und Zahnrad 84 umfasst. Zahnrad 70 kämmt mit Zahnrad 72, das mit der gleichen Drehzahl wie Zahnrad 74 rotiert. Zahnrad 74 kämmt mit Zahnrad 76, das mit der gleichen Drehzahl wie die Zahnräder 78 und 80 rotiert, mit denen es zur gemeinsamen Rotation durch die Zahnradquerwelle 86 verbunden ist. Zahnrad 78 kämmt mit Zahnrad 82, das wiederum mit Zahnrad 60 kämmt. Am entgegengesetzten Ende der Lenkquerwelle 86 kämmt Zahnrad 80 mit Zahnrad 84, wie es durch die gestrichelten Linien dazwischen angedeutet ist. Da die Zahnräder 78 und 80 mit der gleichen Drehzahl in der gleichen Richtung rotieren, wirkt Zahnrad 82 als Zwischenzahnrad, um die Drehrichtung des Zahnrads 60 in Bezug auf das Zahnrad 84 zu ändern. Zahnrad 84 ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenradelement 52' des zweiten kombinierten Planetenradsatzes P02 verbindbar. Die Abtriebsquerwelle 30 ist ständig mit einem Hohlradelement 54' des Planetenradsatzes P02 verbunden. Mit dem Trägerelement 56' sind Planetenräder 57' zur Rotation verbunden (die Planetenräder 57' kämmen mit sowohl dem Sonnenradelement 52' als auch dem Hohlradelement 54') und das Trägerelement 56' ist ständig mit dem rechten Abtriebselement 20 verbunden. Da das Zahnrad 84 in einer Richtung rotiert, die von der des Zahnrads 60 verschieden ist, und da der Fahrmotor 14 eine Antriebsleistung durch den Zahnradsatz P1 an beide Hohlradelemente 54 und 54' liefert, kann somit die Drehzahl des linken Abtriebselements 18 in Bezug auf die Drehzahl des rechten Abtriebselements 20 verändert werden, wie es Fachleute leicht verstehen werden. Indem die jeweiligen Drehzahlen der Abtriebselemente 18, 20 verändert werden, rotieren Ketten, die mit Kettenrädern 22, 24 verbunden sind, mit unterschiedlichen Drehzahlen in Bezug zueinander, was zu einer Drehung des Fahrzeugs 10 führt.
-
Der erste kombinierende Planetenradsatz P01 ist von einer Bremse B1 umgeben, die selektiv mit einem feststehenden Element 48C verbindbar ist (das auch den kombinierenden Planetenradsatz P01 umgibt), um das Trägerelement 56 festzulegen und somit eine Rotation des Abtriebselements 18 zu stoppen. Der kombinierende Planetenradsatz P01 ist somit in einem Bremsenhohlraum enthalten, der durch das feststehende Element 48C und die Bremse B1 gebildet ist.
-
Der zweite kombinierende Planetenradsatz P02 ist auf symmetrische Weise in Bezug auf den ersten kombinierenden Planetenradsatz P01 verbunden. Die Bremse B2 legt das Trägerelement 56' selektiv an einem feststehenden Element 48D fest, um dadurch eine Rotation des Abtriebselements 20 zu verhindern. Der Planetenradsatz P02 ist in einem Bremsenhohlraum enthalten, der durch die umgebenden feststehendes Element 48D und Bremse B2 gebildet ist. Die Bremsen B1 und B2 sowie die Kupplungen C1 und C2 sind vorzugsweise interne, nasse Drehmomentübertragungsmechanismen, die über eine elektronische Steuereinheit gesteuert sind, die selektiv Hydraulikfluid aufbringt, um die Drehmomentübertragungsmechanismen einzurücken und auszurücken.
-
Ein Achsantriebs-Planetenradsatz PF1, der hierin auch als erster Achsantriebsmechanismus bezeichnet wird, ist funktional zwischen dem linken Abtriebselement 18 und dem linken Kettenrad 22 angeordnet und mit diesen verbunden. Der erste Achsantriebs-Planetenradsatz PF1 umfasst ein Sonnenradelement 92, das zur gemeinsamen Rotation mit dem Abtriebselement 18 verbunden ist. Der Planetenradsatz PF1 umfasst ferner ein Hohlradelement 94, das ständig mit einem feststehenden Element 48E verbunden ist. Ein Satz Planetenräder 97 ist an einem Trägerelement 96 drehbar gelagert, welcher ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem linken Kettenrad 22 verbunden ist. Die Planetenräder 97 kämmen mit sowohl dem Hohlradelement 94 als auch dem Sonnenradelement 92. Ähnlich ist ein anderer Achsantriebsmechanismus, der hierin auch als der zweite Achsantriebs-Planetenradsatz bezeichnet wird, PF2, zwischen dem rechten Abtriebselement 20 und dem rechten Kettenrad 24 angeordnet und mit diesen verbunden. Das Sonnenradelement 92' ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Abtriebselement 20 verbunden, und das Hohlradelement 94' ist ständig an einem feststehenden Element 48F festgelegt. Mehrere Planetenräder 97' sind drehbar an dem Trägerelement 96' gelagert und kämmen mit sowohl dem Hohlradelement 94' als auch dem Sonnenradelement 92'. Das Trägerelement 96 ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem rechten Kettenrad 24 verbunden.
-
Die Abtriebsquerwelle 30 wird dazu verwendet, eine Ausgangspumpe 39 anzutreiben. Genauer ist das Zahnrad 40 mit der Abtriebsquerwelle 30 verbunden und rotiert mit dieser. Zahnrad 40 kämmt mit Zahnrad 41, das ständig mit der Ausgangspumpe 39 verbunden ist. Eine Umkehr der Zahnräder 40 und 41 treibt die Pumpe 39 an, die Schmier- und Kühlfluide an die Zahnradelemente und die Motoren 14, 16 innerhalb des Getriebes 12 liefert. Ein erster Drehzahlsensor 43 ist derart angeordnet, dass er die Drehzahl von Zahnrad 41 misst, wodurch eine Angabe der Drehgeschwindigkeit der Abtriebsquerwelle 30 sowie der Drehzahl und des Ausgangspotenzials der Pumpe 39 bereitgestellt wird.
-
Die Antriebsleistung von dem Fahrmotor 14 wird mit Lenkleistung von dem Lenkmotor 16 an den kombinierenden Planetenradsätzen P01 und P02 kombiniert. Genauer fließt Antriebsleistung von dem Fahrmotor 14 entlang des Übertragungsstrangs mit drei Zahnrädern 28 zu dem Antriebsplanetenradsatz P1 an dem Sonnenradelement 42. Die Lenkleistung von dem Lenkmotor 16 fließt durch den Lenkplanetenradsatz PS durch Zahnräder 70, 72, 74 und 76 entlang der Lenkquerwelle 86 zu Zahnrad 78 und 80, von Zahnrad 78 zu Zahnrad 82 durch Zahnrad 60 zu dem Sonnenradelement 52. Leistung von Zahnrad 80 wird auf das Zahnrad 84 zu dem Sonnenradelement 52' des Planetenradsatzes P02 übertragen. Die Leistung von dem Fahrmotor 14 fließt durch den Antriebsplanetenradsatz P1 und wird an dem Trägerelement 46 mit einem Reduktionsübersetzungsverhältnis zugeführt, wenn die Kupplung C1 eingerückt ist, oder mit einem direkten Antriebsübersetzungsverhältnis, wenn die Kupplung C2 eingerückt ist, und fließt zu den Hohlradelementen 54 und 54' der kombinierenden Planetenradsätze P01 bzw. P02. Diese Zahnradanordnung, in der Antriebs- und Lenkleistung an den Planetenradsätzen P01 und P02 kombiniert wird, erlaubt eine hohe Leistungsdichte und unterstützt eine mechanische Regeneration für das Lenksystem. Beispielsweise während einer relativ harten Kurve bei hohen Geschwindigkeiten kann das Drehmoment an dem inneren Kettenrad (d. h. Kettenrad 22 und Kettenrad 24) je nachdem, was die Drehrichtung ist) der beabsichtigten Richtung des Antriebsdrehmoments entgegenwirken. D. h. das Kettenrad bringt dem Antrieb Widerstand entgegen. Da die Kettenräder 22 und 24 über einen vollständig mechanischen Weg verbunden sind (d. h. Zahnräder, Drehmomentübertragungsmechanismen und Wellen), können, wenn dies erfolgt, der Fahrmotor 14 und der Lenkmotor 16 unabhängig mit Drehzahlen gesteuert werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kurvenradius, die vom Fahrer angefordert werden, zulassen. Eine Übertragung von Leistung von dem Widerstand leistenden inneren Kettenrad auf das äußere Kettenrad ist erforderlich, um das gewünschte Leistungsvermögen des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten. Die überschüssige Leistung wird von der inneren Kette auf die äußere Kette mechanisch durch die Abtriebsquerwelle 30 übertragen. Die mechanische Übertragung von Leistung von der inneren Kette auf die äußere Kette ist effizienter als die Übertragung in einem Getriebe, das unter Verwendung separater elektrischer Radmotoren konstruiert ist: in einer Radmotorkonstruktion müsste zur Bereitstellung eines regenerativen Lenksystems Leistung, die von einem inneren Radmotor übertragen wird (d. h. ein Radmotor an der inneren Kette) in elektrische Leistung und dann zurück in mechanische Leistung an dem äußeren Motor (d. h. einem Radmotor an der äußeren Kette) umgewandelt werden. Elektrische Verluste sind bei der Überführung von Leistung in mechanischer Form in eine elektrische Form und wieder zurück in eine mechanische Form unvermeidbar, wie es Fachleute leicht verstehen werden.
-
Die Drehmomentvervielfachung der Baugruppe mit zwei Drehzahlbereichen (d. h. der Antriebsplanetenradsatz P1 und die Kupplungen C1 und C2) lässt zu, dass Leistungspunkte mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit und hoher Last mit niedrigerem Fahrmotordrehmoment erreicht werden können. Dies lässt zu, dass ein kleinerer Fahrmotor 14 angewandt werden kann. Bei geforderten Leistungspunkten mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit und hoher Last wird die Fahrmotorgeschwindigkeit über den Antriebsplanetenradsatz P1 verringert, während das Drehmoment vervielfacht wird. Dies lässt zu, dass der kleinere Fahrmotor 14 bei Bedingungen höherer Drehzahl und niedrigeren Drehmoments arbeitet, wodurch der Wirkungsgrad des Motors erhöht und Kühlsystemanforderungen des Fahrzeugs verringert werden.
-
Nach 2 können vier getrennte Drehzahlverhältnisse entlang des Antriebszahnradweges hergestellt werden (d. h. von dem Fahrmotor 14 zu den Kettenrädern 22 und 24). Ein erstes festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis F1 wird mit der Einrückung der Kupplung C1 hergestellt. Ein zweites festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis F2 wird mit der Einrückung der Kupplung C2 hergestellt, um ein höheres Übersetzungsverhältnis herzustellen. Wenn der Fahrmotor 14 derart gesteuert wird, dass er in einer entgegengesetzten Richtung rotiert, wird mit der Einrückung der Kupplung C1 ein umgekehrtes Verhältnis R1 hergestellt, das den gleichen Wert aber die entgegengesetzte Richtung wie das Vorwärtsübersetzungsverhältnis F1 aufweist. Wenn die Kupplung C2 eingerückt ist, wird ähnlich ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis R2 hergestellt, das den gleichen Wert aber die entgegengesetzte Richtung wie das Vorwärtsübersetzungsverhältnis F2 aufweist.
-
In 3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der Motoren 14 und 16 und der Planetenradsätze P01, P02, P1 und P2 gezeigt. Die Querwellen 30 und 86 sind im Wesentlichen parallel. Es sind verschiedene oben anhand von 1 besprochene Zahnräder markiert. Ein Antriebsleistungsflussweg beginnt an dem Fahrmotor 14 und bewegt sich durch die kämmenden Zahnräder 32 oder 34 und 36 entlang der Hohlwelle 38 zu dem Antriebsplanetenradsatz P1 zu der axialen Querwelle 30 und dann durch den kombinierenden Planetenradsatz P01 und P02 zu den Abtriebselementen 18 bzw. 20.
-
Es ist aus 3 ersichtlich, dass der Fahrmotor 14 und der Lenkmotor 16 derart positioniert sind, dass sie zugänglichen Raum auf ihren linken Seiten gewähren. Die Motoren sind derart positioniert, dass ihre jeweiligen Abtriebselemente 26 und 61 leicht zur Verbindung mit dem Übertragungsstrang mit drei Zahnrädern 28 (in dem Fall des Fahrmotors) 14 und dem Lenkplanetenradsatz PS in dem Fall des Lenkmotors 16 eingeführt werden können.
-
Der Fahrmotor 14 und der Lenkmotor 16 sind als Motormodule konstruiert, die zur Wartung leicht mit dem Rest des Getriebes 12 verbindbar und trennbar sind. Genauer ist der Fahrmotor 14 ein Motormodul, das ein Motorgehäuse 100, einen Statorabschnitt 102, der mit dem Motorgehäuse 100 verbunden ist, und einen Rotorabschnitt 104 umfasst, der zur gemeinsamen Rotation mit dem Motorabtriebselement 26 verbunden ist. Eine axiale V-Schelle 106 ist derart bemessen, dass sie anliegende Abschnitte des Motorgehäuses 100 und des feststehenden Elements 48A umgibt. Wenn die axiale V-Schelle 106 angezogen ist, ist das Motorgehäuse 100 an dem feststehenden Element 48A befestigt. Ähnlich ist der Lenkmotor 16 als ein Modul konstruiert, das das Motorgehäuse 110 umfasst. Ein Stator 112 ist in Bezug auf das Motorgehäuse 110 befestigt, und ebenso ist ein Rotor 114 ständig mit dem Motorabtriebselement 61 zur Rotation damit verbunden. Das Motorgehäuse 110 liegt an dem feststehenden Element 48B an. Eine axiale V-Schelle 116 ist derart bemessen, dass sie das anliegende Motorgehäuse 110 und das feststehende Element 48B umgibt. Wenn die axiale V-Schelle 116 angezogen ist, ist der Lenkmotor 16 in Bezug auf das feststehende Element 48B befestigt. Alternativ kann die axiale V-Schelle 116 gelockert werden, um eine Entnahme des Lenkmotors 16 zur Wartung zu ermöglichen.
-
In 4 ist ein Abschnitt der miteinander verbundenen Motorgehäuse 100 und feststehendes Element 48A gezeigt, die mit der axialen V-Schelle 106 befestigt sind. Die axiale V-Schelle 106 umfasst einen Hülsenabschnitt 118 in der Form eines umgedrehten V, sowie einen Bandabschnitt 120. Das Anziehen des Bandabschnitts 120 befestigt den Hülsenabschnitt 118 in der Form eines umgekehrten V, um das Motorgehäuse 100 und das feststehende Element 48A aneinander zu klemmen.
-
In 5 veranschaulicht eine Perspektivansicht der axialen V-Schelle 106, dass der Bandabschnitt 120 den V-förmigen Hülsenabschnitt 118 anzieht, welcher die miteinander verbundenen feststehendes Element 48A und Motorgehäuse 100 beinahe vollständig umgibt. Ein einzelner Bolzen 122 ist anziehbar, um eine Umfangskraft um die V-Schelle 106 herum zu schaffen. Ähnlich kann der Bolzen 120 gelöst werden, um das Band 120 und den Hülsenabschnitt 118 in der Form eines umgekehrten V selektiv zu lösen und somit eine Entnahme des Motorgehäuses 100 in Bezug auf das feststehende Element 48A zuzulassen. Somit kann der Fahrmotor 14 von dem Rest des Getriebes 12, das in 1 gezeigt ist, zur Wartung des Fahrmotors 14 entnommen werden. Die axiale Schelle 116, die den Lenkmotor 16 an dem feststehenden Element 48B befestigt, funktioniert auf eine ähnliche Weise wie die axiale V-Schelle 106, wobei ein einziger Bolzen zum Anziehen und Lösen der Befestigung der Schelle 116 verwendet wird, um eine Befestigung oder Entnahme des Lenkmotors 16 zu ermöglichen.
-
So wie dies hierin verwendet wird, können die feststehenden Elemente 48A, 48B, 48C, 48D und 48E ein einzelnes gegossenes Gehäuse sein, das jeweilige Zahnräder und Planetenradsätze umgibt. Alternativ können die feststehenden Elemente 48A–48E getrennte Elemente sein, d. h. getrennte Gehäuse- und/oder Abdeckabschnitte des Getriebes 12, die aneinander geschweißt oder auf andere Weise aneinander befestigt oder gesichert sind.
-
Obgleich die beste Ausführungsart der Erfindung ausführlich beschrieben worden ist, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.
