DE2552906A1 - Mechanical regenerative braking for go-kart - with flywheel on rigid drive axle and selective clutches coupled via chain drive - Google Patents

Mechanical regenerative braking for go-kart - with flywheel on rigid drive axle and selective clutches coupled via chain drive

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DE2552906A1 DE19752552906 DE2552906A DE2552906A1 DE 2552906 A1 DE2552906 A1 DE 2552906A1 DE 19752552906 DE19752552906 DE 19752552906 DE 2552906 A DE2552906 A DE 2552906A DE 2552906 A1 DE2552906 A1 DE 2552906A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
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Abstract

The rigid drive axle (1) of the go-kart is fitted with a flywheel (10) rotating on the shaft on bearings so that energy can be stored independent of the shaft. Two sets of clutches (11, 5, 6) are fitted to selectively couple the flywheel to the axle for energy transfer. Energy is stored during braking, as a regenerative process, and tapped off during acceleration. During braking one clutch (5, 6) couples the drive shaft to the flywheel via a chain driven gearing (7, 8) so that the flywheel is spun faster than the axle. During acceleration a second clutch (11) couples the axle directly to the flywheel. The system improves the performance of the vehicle and saves brake wear.

Description

Vorrichtung zur Speicherung von mechanischer Energie, insbe- Device for storing mechanical energy, especially

sondere für Sport-Kraftfahrzeuge wie Go-Karts und dergleichen. especially for sports motor vehicles such as go-karts and the like.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von mechanischer Energie, insbesondere für Sport-Kraftfahrzeuge wie Go-Karts und dergleichen, wobei auf der Radantriebs-Achse Einrichtungen angeordnet sind, welche beim Bremsvorgang Bremsenergie aufnehmen und an eine auf der Achse rotierbare Schwungmasse beschleunigt übertragen, welche beim Beschleunigungsvorgang dem Radantrieb zugeschaltet wird und damit eine Bremsenergie-Rückgewinnung ermöglicht.The invention relates to a device for storing mechanical Energy, especially for sports motor vehicles such as go-karts and the like, whereby on the wheel drive axle devices are arranged, which during the braking process Absorb braking energy and accelerate it to a rotating mass on the axis transmitted, which is connected to the wheel drive during the acceleration process and thus enables braking energy recovery.

Beim Abbremsen eines Kraftfahrzeuges wird dessen kinetische Energie über die Bremse vernichtet. Diese Energie muß beim Anfahren wieder durch Beschleunigungs-Energie aufgebracht werden. Naturgemäß sind hierdurch die Energieverluste beträchtlich hoch.When a motor vehicle is braked, its kinetic energy is reduced destroyed by the brake. When starting up, this energy has to be replaced by acceleration energy be applied. Naturally, the energy losses are considerably high as a result.

Man hat hier schon Energie-Rückgewinnungs-Einrichtungen, z.B. an sogenannten dieselelektrischen Lokomotiven, bzw. größeren Fahrzeugen geschaffen, welche beim Bremsvorgang den Elektroantriebsmotor als Generator betreiben und die gewonnene Bremsenergie in das Stromnetz zurückspeisen.There are already energy recovery facilities here, e.g. at so-called diesel-electric locomotives, or larger vehicles created, which at Braking process operate the electric drive motor as a generator and the gained Feed braking energy back into the power grid.

Bei Großlastwagen kannt man auch die Speicherung der Bremsenergie über Generator in Akkumulatoren.The storage of braking energy is also known in large trucks via generator in accumulators.

Diese Verfahren lassen sich, wie bereits angedeutet, nur für große Nutzfahrzeuge sinnvoll anwenden und dienen in erster Linie der Wirtschaftlichkeit , nicht jedoch einer höheren Geschwindigkeit.As already indicated, these procedures can only be used for large Use commercial vehicles sensibly and primarily serve economic efficiency but not at a higher speed.

Bei Rennwagen, bzw. bei Autorennen, werden in den Bremsphasen Bremsenergien vernichtet , die beim wiederholten Beschleunigen durch den Motor kompensiert werden müssen. Insbesondere bei Formel-Rennwagen, bzw.In the case of racing cars or car races, braking energies are generated in the braking phases destroyed, which are compensated by repeated acceleration by the engine have to. Especially with formula racing cars or

Go-Karts, ist durch die jeweilige Hubraumbeschränkung die Kompensation dieser Verlustenergie durch einen stärkeren Motor nicht möglich.Go-karts, the compensation is due to the respective cubic capacity this loss of energy is not possible with a more powerful motor.

Aufgabe der Erfindung ist es, die an und für sich verlorengehende Bremsenergie zu nutzen, d.h., bis zum nächsten Beschleunigungsvorgang zu speichern und , sobald dieser Beschleunigungsvorgang eintritt, die gesp eicherte , kinetische Energie wieder dem Beschleunigungs-Antrieb zuzuschalten.The object of the invention is to eliminate the lost in and of itself To use braking energy, i.e. to store it until the next acceleration process and, as soon as this acceleration process occurs, the stored, kinetic one Reconnect energy to the acceleration drive.

Die Aufgabe hierzu wird erfindungs gemäß durch eine Einrichtung, wie sie im Hauptanspruch gekennzeichnet ist, gelöst.The task for this is fiction according to a device such as it is characterized in the main claim, solved.

Die Erfindung geht hier insbesondere bei Go-Karts von der Tatsache aus, daß diese als Radantrieb in der Regel eine Starrachse verwenden. Auf dieser Starrachse ist eine übliche Kupplungs- und Bremseinheit angeordnet Erfindungsgemäß wird darüber hinaus auf der Antriebsachse rotierend eine Schwungscheibe gelagert, welche beschleunigt antreibbar ist. Diese Schwungscheibe nimmt beim Bremsen durch Verkuppelung mit der Antriebsachse und Beschleunigung über Vorgelege kinetische Energie auf welche nach Lösen dieser Verkuppelung und Einsetzen des Beschleunigungs-Vorganges über eine weitere Kupplungsscheibe der Antriebsachse ihre Energie zurückgibt, womit sowohl diese Schwungscheibe als auch der Antriebsmotor treibend auf die Antriebsräder einwirken.The invention is based on the fact, particularly in the case of go-karts from the fact that these usually use a rigid axle as the wheel drive. On this A conventional clutch and brake unit is arranged according to the invention on the rigid axle a flywheel is also mounted rotating on the drive axle, which can be driven in an accelerated manner. This flywheel takes over when braking Coupling with the drive axle and acceleration via an additional kinetic gear Energy on which after loosening this coupling and inserting the acceleration process via another clutch disc on the drive axle gives back their energy, with which both this flywheel and the drive motor act drivingly on the drive wheels.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken.An embodiment of the invention is shown schematically with reference to the enclosed Drawings described without limiting the scope of the invention.

Es zeigen: Figur 1 - eine schematische Schnittansicht einer AntrieDsachse tür Go-Karts, wobei die Kupplungs-Elemente auf Beschleunigung , d. h. The figures show: FIG. 1 - a schematic sectional view of a drive shaft door go-karts, the coupling elements on acceleration, i. H.

Hinzuschaltung der rotierenden Schwung masse zum Antrieb bzw. zur Antriebsachse geschaltet wird Figur 2 - eine Darstellung entsprechend der Figur 1 , jedoch mit Scl% stellung der Kupplungs-Elemente auf Abbremsen,d.h. Beschleunigung der Schwungmasse und damit gleichzeitiger Unterstützung des Bremsvorganges. Connection of the rotating flywheel mass to the drive or to the Drive axle is switched Figure 2 - a representation corresponding to the figure 1, but with the clutch elements switched to braking, i.e. acceleration the flywheel and thus simultaneous support of the braking process.

In der schematischen Schnittzeichnung in Figur 1 sind die Bauteile so zueinander gezeigt, wie sie beim Beschleunigungs-Vorgang stehen. Die hier gezeigte, starre Antriebsachse 1 nimmt zwei Antriebsräder 2,3 auf.In the schematic sectional drawing in Figure 1 are the components shown to each other as they stand during the acceleration process. The one shown here rigid drive axle 1 takes on two drive wheels 2,3.

Im rechten Bereich der Antriebsachse ist eine Mitnehmerverbindung 4 z. B. in Form einer Paßfeder oder Vielkeil-Wellenanordnung ausgeführt welche eine axial-verschiebliche Kupplungsscheibe 5 drehfest lagert. Diese wirkt mit ihrem Belag auf eine zweite Kupplungshälfte 6 ein , wobei diese hier z.B. über einen Zahnkranz, mit einem Kettentrieb 7 korrespondiert und zu einem Vorgelege 8 führt. Auf der linken Seite führt das Vorgelege 8 zu einem Kettentrieb 9 und steht mit der Schwungscheibe 10 in Verbindung ,.welche ebenfalls drehbar auf der Starrachse 1 gelagert ist.In the right area of the drive axle there is a driver connection 4 z. B. in the form of a feather key or spline shaft arrangement which one axially displaceable clutch disc 5 rotatably mounted. This works with its covering on a second coupling half 6, this here e.g. via a toothed ring, corresponds to a chain drive 7 and leads to a countershaft 8. On the left Side leads the countershaft 8 to a chain drive 9 and is with the flywheel 10 in connection, .which is also rotatably mounted on the rigid axle 1.

Über eine Kupplungsscheibe 11 und deren Belag kann diese Schwungscheibe 10 mit der Antriebsachse 1 verkuppelt werden, wobei zu diesem Zweck die Kupplungsscheibe 11 mit einer Mitnehmerverbindung 12 , ähnlich wie bei 4 , mit der Achse 1 korrespondiert. Mit 13 ist ein Teil des Rahmens und mit 14 sind die nicht näher ausgeführten Bremsen be=eichnet. Mit 15 Ist die Antriebskette zum Motor bezeichnet. This flywheel can via a clutch disc 11 and its lining 10 are coupled to the drive axle 1, for this purpose the clutch disc 11 with a driver connection 12, similar to FIG. 4, corresponds to the axis 1. With 13 is part of the frame and with 14 are the brakes not detailed be = calibrated. With 15 the drive chain to the engine is referred to.

Funktionsweise: Beim Bremsen (Figur 2) wird die Kupplung 5, 6 betätigt. Der Antriebsmotor steht auf Leerlauf, d.h., das Gas ist weggenommen. Kettentrieb 15 treibt also lose mit. Durch die Räder 2,3 wird die Achse 1 mit voller Bremsenergie entsprechend mitgedreht und treibt über die Mitnehmerverbindung 4 und die eingekuppelte Kupplung 5, 6 die Schwungscheibe 10 an, und zwar , bedingt durch Übersetzung von Vorgelege 8 , beschleuni., also schneller drehend als Achse 1. Diese Schwungscheibe 10 nimmt also kinetische Bremsenergie auf. Außerdem wird gleichzeitig durch die Schwun?-scheibenbeschl eunigung die Bremsung unterstützt.How it works: When braking (Figure 2), the clutch 5, 6 is actuated. The drive motor is at idle, i.e. the gas has been removed. Chain drive 15 is floating loosely. The wheels 2, 3 make the axle 1 with full braking energy rotated accordingly and drives over the driver connection 4 and the coupled Coupling 5, 6, the flywheel 10, due to the translation of Countershaft 8, accelerating, so rotating faster than axis 1. This flywheel So 10 absorbs kinetic braking energy. In addition, the Swing disk acceleration supports braking.

Tritt nun der Fahrer wieder auf Gas, bzw. wünscht er , zu beschleunigen t Figur 1 ) , dann wird über nicht näher dargestellte Mittel, welche nur durch Pfeile symbolisiert sind, zwischen 10 und 11 eingekuppelt, der Antriebsmotor treibt über Kette 15 und Achse 1 die Räder 2 und 3. Gleichzeitig jedoch wurde Kupplungsscheibe 5 ausgekuppelt und die rotierende Energiemasse der Schwungscheibe 10 läuft mit der Energie, die vom Motor über Kette 15 auf die Achse 1 kommt, mit, d. h., diese rotierende Energiemasse der Schwungscheibe 10 wird beim Beschleunigungsvorgang dem Motorantrieb zugeschaltet.If the driver steps on the gas again or wishes to accelerate t Figure 1), then via means not shown in more detail, which are only indicated by arrows are symbolized, engaged between 10 and 11, the drive motor is overdriving Chain 15 and axle 1, wheels 2 and 3. At the same time, however, there was a clutch disc 5 is disengaged and the rotating mass of energy of the flywheel 10 runs with the Energy that comes from the motor via chain 15 to the axis 1 with, d. i.e., this rotating The energy mass of the flywheel 10 is used to drive the motor during the acceleration process switched on.

Es ist klar, daß durch diese Anordnung, insbesondere das wiederholte Bremsen und Gasgeben, wie es beim Rennen üblich ist, dahingehend unterstützt wird, als der Wirkungsgrad bei gegebener Motorleistung erheblich steigt.It is clear that by this arrangement, especially the repetitive Braking and accelerating, as is customary in racing, is supported to the effect that than the efficiency increases significantly for a given engine power.

Die Anwendung dieses Prinzips soll sich nicht auf Go-Karts beschränken sondern ist in entsprechender Abwandlung mit besonderen Getrieben auch für andere Fahrzeuge denkbar, wobei man sich z.B. auch auf eine Halbachse beschränken könnte.The application of this principle should not be limited to go-karts but is also available for other vehicles in a corresponding modification with special gearboxes conceivable, whereby one could e.g. limit oneself to a semiaxis.

Vorzugsweise ist das Vorgelege 8 mit einer Übersetzung ausgeführt, z. B.Preferably, the back gear 8 is designed with a translation, z. B.

1: 3 bis 1: 7 . Genauso gut kann jedoch auch ein Vario-Getriebe oder Planetengetriebe herkömmlicher oder spezieller Bauart vorgesehen sein. 1: 3 to 1: 7. However, a Vario transmission or Planetary gear of conventional or special design can be provided.

Claims (1)

PATENT - ANSPRÜCHE Anspruch 1 Vorrichtung zur Speicherung von rotierender Schwungenergie, insbesondere für Sport-Kraftfahrzeuge wie Go-Karts und dergl., dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf der Rad-Antriebsachse Einrichtungen angeordne sind, welche beim Bremsvorgang Bremsenergie aufnehmen und an eine auf der Achse rotierbare Schwungmasse beschleunigend übertragen, derer Schwungenergie beim Beschleunigungsvorgang dem Radantrieb zugeschaitet wird und damit eine Bremsenergie-Rückgewinnung ermöglicht. PATENT - CLAIMS claim 1 device for storing rotating Oscillation energy, especially for sports vehicles such as go-karts and the like., As a result g e k e n n -z e i c h n e t that devices are arranged on the wheel drive axle which absorb braking energy during braking and transfer it to one on the axle The rotatable flywheel mass is transferred accelerating, its flywheel energy during the acceleration process the wheel drive is switched on and thus enables braking energy recovery. Anspruch 22 Vorrichtung nach Anspruch 1) , dadurch g e k e n n z e i c h n rzum Betrieb der Schwungscheibe (10) Scheibenkupplungen (5 , G, , ii vorzugsweise herkömmlicher Bauart ) auf der Antriebsachse drehfest und axial verschiebbar und fernbetätigbar angeordnet sind.Claim 22 Device according to Claim 1), characterized in that it is not i c h n r for operating the flywheel (10) disc clutches (5, G, ii, preferably conventional design) rotatably and axially displaceable on the drive axle and Are arranged remotely. Anspruch 3) Vorrichtung nach Ansprüchen 1) bis 2) , dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß zwischen der auf der Starrachse gelagerten Kupplung ( , 6) und der Schwungscheibe (10) ein Getriebe (8) in Form eines Vorgeleges mit Übersetzung, z. B. ein Kettenvorgelege mit Übersetzung von 1 :3 bis 1@ vorgesehen ist.Claim 3) Device according to claims 1) to 2), characterized g e k It is noted that between the coupling mounted on the rigid axle ( , 6) and the flywheel (10) a gear (8) in the form of a back gear with translation, z. B. a chain transmission with a ratio of 1: 3 to 1 @ is provided. Anspruch 4) Vorrichtung nach Ansprüchen 1) bis 3) , dadurch g e k e n n - e i c h n e t, daß zwischen Kupplung ( , 6) und Schwungmasse (10) ein Zahnradgetriete, vorzugsweise mit Übersetzung, oder auch ein Zahnradgetriebe rr,it veränderlicher Übersetzung, vorgesehen ist.Claim 4) Device according to Claims 1) to 3), characterized in that g e k e n n - e i c h n e t that between the clutch (6, 6) and the flywheel (10) there is a gearwheel gear, preferably with translation, or a gear transmission rr, it more variable Translation, is provided. Anspruch 5) Vorrichwng nach Ansprüchen 1) bis 2) , dadurch g e k e n n z e i c hner, daß zwischen Kupplung (5, 6) und Schwungmasse ein Planetgecriere vorgesehenist.Claim 5) Vorrichwng according to claims 1) to 2), characterized g e k e n n z e i c hner that there is a planetary gear between the clutch (5, 6) and the flywheel is provided. Anspruch 6) Vorrichtung nach Ansprüchen 1) bis 2) , dadurch g e k e n n Z e i c h r, e daß ein Vario-Getriebe, , wie z.B; Riemen- , Ketten- , Kegelscheiber - oder Hydraulik-Getriebe, vorgesehen ist.Claim 6) Device according to Claims 1) to 2), characterized in that g e k e n n z e i c h r, e that a vario transmission, such as; Belt, chain and cone pulleys - or hydraulic transmission, is provided. Anspruch 7) Vonmchtung mach Ansprüchen 1) bis 2) und einen der Folgenden Ansprüci-t, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie auch auf Fahnzeuge herkömmlicher Sauweise, z.B. Pkw, angewendet wird , wobei sie auch mit Differe @zialen zusammenwirken kann, oder aber sich auch auf den funktioneilen Arrr zur einer Halbachse beschränkt.Claim 7) Make claims 1) to 2) and one of the following Claims, in that they also apply to conventional vehicles In a manner of speaking, e.g. cars, are used, whereby they also work together with Differe @zialen can, or is limited to the functional Arrr to a semiaxis. Anspruch 8) Vorrichtung nach Anspruch 1) und den betreffenden folgenden, dadurch k e n n z e i c h n e t , daß die Kupplungseinrichtungen (5 , 6) und (10 , 11 ) elektronisch über eine Datenverarbeitungs-Anlage wie Rechner und dergl. gesteuert werden.Claim 8) device according to claim 1) and the following concerned, in that the coupling devices (5, 6) and (10 , 11) electronically controlled by a data processing system such as a computer and the like will.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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