DE3607564C2

DE3607564C2 -

Info

Publication number: DE3607564C2
Application number: DE19863607564
Authority: DE
Inventors: Adolf 8728 Hassfurt De Heinrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-03-07
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1989-07-06
Also published as: DE3607564A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein stufenloses automatisches Differentialgetriebe gemäß dem einzigen Patentanspruch.

Es sind breits ähnliche stufenlose Getriebe bekannt.

So zeigt z. B. die EP 00 40 904 A2 eine Anordnung, bei der zwei oder mehrere Planetengetriebe in Tandemanordnung hintereinander geschaltet sind, um einen weiten Übersetzungsbereich zu erhalten. Bei dieser Anordnung handelt es sich jedoch nicht um die Hintereinanderschaltung von Differentialgetrieben im engeren Sinne, so daß neben den Unterschieden im Grundaufbau auch Unterschiede in der Wirkung dieses Standes der Technik gegenüber dem Anmeldegegenstand festzustellen sind.

Beispielsweise sind beim Antrieb des Steges eines Planetengetriebes die Drehzahl- und Drehmomentverhältnisse zwischen Sonnenrad und Hohlrad sehr unterschiedlich, während beim Antrieb des Käfigs eines Differentialgetriebes die Abtriebsdrehzahlen und -drehmomente (zunächst) gleich sind.

Im übrigen erfolgt der Antrieb bei der EP 00 40 904 A2 über zwei im wesentlichen gleich leistungsfähige Elektromotoren.

Aus der DE-OS 23 40 512 ist eine Antriebsordnung bekannt, bei der zwei unterschiedlich leistungsfähige Motoren auf ein Differentialgetriebe wirken, wobei der leistungsschwächere Motor (S 3) zur Drehzahlsteuerung vorgesehen ist.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Steuermotor (S 3) seine Steuerungsaufgaben über weite Betriebsbereiche nicht wahrnehmen kann, da das Rückmoment aus dem Differentialgetriebe ein Eingreifen des leistungsschwächeren Motors (S 3) verhindert. Um bei diesem Stand der Technik ein ungewolltes Rückwärtslaufen des Steuermotors (S 3) zu verhindern, ist zwischen dem Differentialgetriebe und diesem Motor (S 3) ein "hemmendes Glied" z. B. ein selbsthemmendes Schneckengetriebe vorgesehen.

Aus der DE-OS 25 04 867 ist schließlich eine ähnliche Einrichtung bekannt, die von einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor als Steuermotor angetrieben wird. Aber auch diese Einrichtung weist nur einen Planetensatz zur Steuerung der Abtriebsdrehzahl auf.

All diesen genannten Einrichtungen aus dem Stand der Technik haftet der gemeinsame Nachteil an, daß entweder eine große Leistung für den Steuermotor erforderlich ist oder ein eingeschränkter Regelbereich zwischen An- und Abtrieb in Kauf genommen werden muß.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein stufenlos regelbares Getriebe zu schaffen, bei dem der Drehzahlregelmotor eine sehr viel kleinere Leistung als der Hauptantriebsmotor haben kann und bei dem gleichzeitig ein weiterer Drehzahl- und Drehmomentbereich regelbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 das Getriebe mit 4 Differentialsätzen, den Leistungseingängen für Verbrennungsmotor V und Elektromotor E und den Getriebeausgang A;

Fig. 2 veranschaulicht das Zusammenwirken der einzelnen Zahnräder;

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Unter- bzw. Übersetzungen;

Fig. 4 erläutert die Leistungsaufteilung des Getriebes.

Der Verbrennungsmotor erzeugt 100% der Antriebsleistung. Davon werden 93,75% direkt dem Getriebe und 6,25% über einen Generator dem Elektromotor zugeführt. (Bei diesen Prozentangaben sind Wirkungsgradverluste nicht berücksichtigt, außerdem sind auch andere Leistungsverhältnisse zwischen beiden Motoren möglich.)

93,75% der Leistung des Verbrennungsmotors gelangen zu 4 Planeten untersetzungen und werden aufgespalten; dadurch entstehen vier unter schiedliche Leistungsabzweigungen, von denen die 2., 3., und 4. jeweils halbsoviel Leistung überträgt wie die vorhergehende.

Dadurch kommt es an der 4. Abzweigung zu einem Leistungsgleichge wicht mit dem Elektromotor, welcher seine Leistung über ein Aus gleichsgetriebe mit der des Verbrennungsmotors vereinigt. Vom 4. bis. 1. Zusammentreffen über Ausgleichsgetriebe verdoppelt sich jeweils die Leistung, wodurch am Getriebeausgang 100% anfallen. (Im Teillastbereich entsprechend weniger.)

Wird nun der Leistungspegel über das Gaspedal verändert, oder ändert sich der Widerstand durch Berg- oder Talfahrt, so regelt der Elektro motor sofort die zum Ladedruck gehörende Verbrennungsmotor-Dreh zahl ein. Dadurch ergibt sich am Getriebeausgang eine stufenlose Drehzahlab- bzw. -zunahme.

Dieser Regelungsprozeß findet bis zur vollen Nutzung des momentan verfügbaren sowie des absoluten Drehmomentes statt. Steigt der Leis tungsbedarf über das absolute Drehmoment hinaus, nimmt die Drehzahl beider Motoren bzw. des Verbrennungsmotors (je nach Belastung) bis zu dessen oberen Drehzahlgrenze zu.

Vorteile:

1. Verbessertes Beschleunigungsvermögen durch optimale Ausnutzung des Drehmoments.
2. Reduzierung des Lärmpegels durch erhebliche Drehzahlherabsetzung.
3. Mehr Betriebsstunden des Motors, da hohe Drehzahlen vermieden werden.
4. Einfache Bauweise, dadurch geringere Produktionskosten.
5. Da bei vorliegendem Getriebe im Gegensatz zur Stufenautomatik eine normale Kupplung oder eine Fliehkraftkupplung eingesetzt werden kann, tritt während der Fahrt keinerlei Schlupf auf.
6. Der Verbrennungsmotor wird fortwährend auf seine effektivste Drehzahl reguliert.
7. Im Getriebe müssen weder Teile abgebremst noch beschleunigt werden. Deshalb stellt sich mit Sicherheit auch eine deutliche Verbrauchsminderung ein.

Claims

"Stufenloses, automatisches Differentialgetriebe für Verbrennungsmotoren mit ladedruckbezogener Motordrehzahlregelung, bei dem die Leistung des Verbrennungsmotors aufgespalten und dem Getriebe über zwei verschiedene Wege zugeführt wird, und zwar derart, daß ein Großteil der Leistung des Verbrennungsmotors einem ersten Getriebeeingang und ein kleiner Prozentsatz der Leistung über einen Elektromotor einem zweiten Getriebeeingang zugeführt wird, daß im Getriebe mindestens ein Differential angeordnet ist, um die Vereinigung der den beiden Eingängen zugeführten Leistungen zu ermöglichen und dabei vom Elektromotor fortwährend genau die Drehzahl ins Getriebe gelangt, die nötig ist, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf den jeweiligen Ladedruck abzustimmen, um das verfügbare Drehmoment ununterbrochen voll zu nutzen, wobei mehrere Differentiale in dem Getriebe vorgesehen sind."