DE4212324A1 - Antriebsvorrichtung fuer ein fahrzeug, beispielsweise eines stadtautos - Google Patents
Antriebsvorrichtung fuer ein fahrzeug, beispielsweise eines stadtautosInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung
mit einem Elektromotor und einem Schaltgetriebe zum Antrieb
eines Fahrzeugs. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein
elektrisch angetriebenes Stadtauto. Durch die in den letzten
Jahren ständig gestiegene Emissionsbelastung der Umwelt durch
den Straßenverkehr, insbesondere in den Ballungsräumen, wird
verstärkt an der Entwicklung elektrische Antriebe für
Automobile gearbeitet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Antriebsvorrichtung unter Verwendung eines Elektromotors
in möglichst einfacher und auch kostengünstiger Bauweise
darzustellen.
Ausgehend von einer Antriebsvorrichtung mit mindestens
zwei Geschwindigkeiten in Vorwärtsfahrtrichtung und mit
Mitteln zur Rückwärtsfahrt wird die der Erfindung
zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Fahrtrichtung ausschließlich durch die Drehrichtung des
Elektromotors bestimmt wird. In Vorwärtsfahrtrichtung sind
zwei Gangstufen vorgesehen. Jeder Gangstufe ist eine eigene
Kupplung zugeordnet. Diese werden so geschaltet, daß jeweils
eine der Kupplungen geöffnet und die andere geschlossen ist.
Die Neutralstellung der Antriebsvorrichtung wird hierbei
durch Abschalten des Elektromotors eingestellt. Die
vorgeschlagene Lösung zeichnet sich insbesondere durch eine
einfache und kostengünstige Bauweise aus. Da der
Elektromotor ausschließlich die Fahrtrichtung bestimmt, kommt
das Schaltgetriebe mit lediglich zwei Wellen, zwei Kupplungen
und zwei Zahnradpaarungen aus. Da jeder Gangstufe eine Kupplung
zugeordnet ist, ist neben der Rückwärtsfahrt auch eine
Energierückgewinnung möglich. Das Schaltgetriebe kann
Stirnräder aufweisen, was neben einer preisgünstigen Bauweise
einen guten Wirkungsgrad garantiert.
Wenn die Kupplungen der Gangstufen in vorteilhafter
Weise zwischen Zahnrädern auf einer Abtriebswelle
spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, läßt sich der
bauliche Aufwand besonders gering halten. Zur Betätigung
beider Kupplungen sind gemeinsame Bedienungselemente
vorhanden. Die axiale Baulänge des Schaltgetriebes wird auf
ein Mindestmaß reduziert, was eine kompakte Bauweise fördert.
Neben einer spiegelbildlichen Anordnung der Kupplungen
ist es vorteilhaft, die Kupplungen als Lamellenkupplungen
auszubilden. Es ist dann möglich, die Innenlamellen auf
einem gemeinsamen Lamellenträger zu lagern. Der
Lamellenträger ist - axial gesichert - mit der Abtriebswelle
drehfest verbunden.
Eine einfache Bauweise läßt sich dann erzielen, wenn auf
dem Träger der Innenlamellen der Kupplungen eine in zwei
Schaltpositionen überführbare Schiebemuffe angeordnet ist.
Die Schiebemuffe kann über einfache Verriegelungselemente in
jeweils einer Schaltposition arretiert werden. Die Betätigung
der Kupplungen erfolgt derart, daß jeweils eine der
Kupplungen geschlossen und die jeweils gegenüberliegende
Kupplung geöffnet ist. Dies bedeutet, daß die Schiebemuffe
keine Neutralstellung aufweist.
Neben einer einfachen, leichten Bauweise des
Schaltgetriebes ist ein leichtes Schalten der Gangstufen
dadurch möglich, daß die Lamellenkupplungen gegen die Kraft
jeweils einer Tellerfeder in ihre Schließstellung überführt
werden. Ziel ist eine Auslegung der Kupplungsbetätigung
derart, daß die Kupplungen über Handkraft geschaltet werden
können.
Die Tellerfedern liegen im geöffneten Zustand der
Kupplungen stirnseitig am Träger der Innenlamellen an.
Hierdurch ist auf einfache Weise ein Öffnen der Kupplungen
gewährleistet.
Anstelle des Schaltens der Kupplungen durch Handkraft
ist es selbstverständlich möglich, die Kupplungen durch
einen elektrischen Stelltrieb zu schalten. Diese Art der
Kupplungsbetätigung ist ebenfalls einfach realisierbar, da
durch die ohnehin vorhandene elektrische Energie zum Antrieb
des Fahrzeugs der erforderliche zusätzliche Aufwand auf den
elektrischen Stelltrieb beschränkt bleibt.
Ein einfach aufgebautes Schaltgetriebe weist eine erste
Gangstufe, gebildet aus einem ersten Zahnrad einer
Antriebswelle und einem ersten Losrad einer Abtriebswelle,
und eine zweite Gangstufe auf, die aus einem zweiten Zahnrad
der Antriebswelle und einem zweiten Losrad der Abtriebswelle
gebildet werden.
Wenn das auf der Abtriebswelle gelagerte Losrad der
ersten Gangstufe über einen Freilauf auf dieser Abtriebswelle
gelagert ist, läßt sich ein sehr guter Schaltkomfort
erreichen. Bei Anordnung eines Freilaufs parallel zur
Kupplung der ersten Gangstufe können die Kupplungen beider
Gangstufen als Freilaufschaltungen unter Last geschaltet
werden. Demzufolge tritt keine Zugkraftunterbrechung auf.
Auf der Abtriebswelle ist ein weiteres Zahnrad
vorgesehen, das mit einem Eingangsrad eines Achsgetriebes in
treibender Verbindung steht. Dieses Achsgetriebe kann
beispielsweise als Ausgleichsgetriebe ausgebildet sein, mit
dem die Achshalbwellen, beispielsweise der Vorderräder,
angetrieben werden.
Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung und die
daraus resultierenden Vorteile sind der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung
zu entnehmen.
Die in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellte
Antriebsvorrichtung zum Antrieb eines Stadtautos arbeitet mit
einem Elektromotor 1, der eine Antriebswelle 2 eines
Schaltgetriebes 3 antreibt.
Die Antriebswelle 2 verfügt über ein erstes Zahnrad 4
und ein zweites Zahnrad 5. Die Antriebswelle 2 und die
Zahnräder 4 und 5 sind vorzugsweise einstückig hergestellt.
Parallel zur Antriebswelle 2 verläuft eine
Abtriebswelle 6 des Schaltgetriebes 3. Eine erste Gangstufe
wird aus dem ersten Zahnrad 4 der Antriebswelle 2 und einem
ersten Losrad 7 der Abtriebswelle 6 gebildet.
Eine zweite Gangstufe des Schaltgetriebes 3 wird aus
dem zweiten Zahnrad 5 der Antriebswelle 2 und einem zweiten
Losrad 8 der Abtriebswelle 6 gebildet. In dem Bauraum
zwischen den Losrädern 7 und 8 der ersten und zweiten
Gangstufe sind Kupplungen 9 und 10 angeordnet. Hierbei ist
die Kupplung 9 der ersten Gangstufe und die Kupplung 10 der
zweiten Gangstufe zugeordnet. Die Kupplungen 9 und 10 sind
bevorzugt als Lamellenkupplungen ausgebildet, deren
baugleiche Innenlamellen 11 auf einem gemeinsamen
Lamellenträger 12 gehaltert sind.
Der Lamellenträger 12 ist mit der Abtriebswelle 6
drehfest und axial unverschieblich verbunden.
Die Kupplungen 9 und 10 werden durch Außenlamellen 13
vervollständigt, die in Lamellenträgern 14 und 15 gelagert
sind. Der Lamellenträger 14 ist hierbei Bestandteil des
Losrades 7, während der Lamellenträger 15 - als gesondertes
Bauteil - drehfest mit dem Losrad 8 verbunden ist.
Zum Öffnen bzw. Schließen jeweils einer der
Kupplungen 9 und 10 dient eine Schiebemuffe 16. Diese
Schiebemuffe 16 ist in zwei Schaltpositionen überführbar und
wird in jeder dieser Schaltpositionen verriegelt. Die
Abbildung gibt die Schiebemuffe 16 in ihrer rechten
Schaltposition wieder, in der die Kupplung 10 geschlossen und
die Kupplung 9 geöffnet ist.
Auf der Abtriebswelle 6 sind baugleich ausgebildete
Tellerfedern 17 in der Weise gelagert, daß die Kupplungen 9
und 10 gegen die Kraft dieser Tellerfedern geschlossen
werden. Im geöffneten Zustand der Kupplungen 9 und 10 liegen
diese Tellerfedern 17 stirnseitig am Lamellenträger 12 der
Innenlamellen an, wie dies bei der im Öffnungszustand
befindlichen Kupplung 9 ohne weiteres erkennbar ist.
Das Losrad 7 ist über einen Freilauf 18 auf der
Abtriebswelle 6 gelagert. Demnach ist der Freilauf 18
parallel zur Kupplung 9 geschaltet.
Durch Schließen der Kupplung 9 ist die erste Gangstufe
wirksam, während die zweite Gangstufe durch Schließen der
Kupplung 10 geschaltet wird. Da die Schiebemuffe 16 keine
Neutralstellung aufweist, ist eine der Kupplungen ständig
geschlossen, während die jeweils gegenüberliegende Kupplung
ständig geöffnet ist. Die Neutralstellung der
Antriebsvorrichtung wird geschaltet, indem der
Elektromotor 1 momentenlos gestellt wird. Die Anordnung des
Freilaufs 18 parallel zur Kupplung 9 hat den Vorteil, daß
zwischen den Kupplungen 9 und 10 Lastschaltungen als
Freilaufschaltungen durchgeführt werden können. Demzufolge
tritt keinerlei Zugkraftunterbrechung auf.
Auf der Abtriebswelle 6 ist schließlich ein weiteres
Zahnrad 19 vorgesehen, das mit einem Zahnrad 20 eines
Achsgetriebes 21 in treibender Verbindung steht. Das
Achsgetriebe 21 treibt in herkömmlicher Weise über ein
Ausgleichsgetriebe die Achshalbwellen der selbst nicht
dargestellten Vorderräder des Stadtautos an.
Das abgebildete Schaltgetriebe 3 kann mit kleinen
Handkräften geschaltet werden. Selbstverständlich ist eine
Steigerung des Bedienungskomforts dadurch möglich, daß
anstelle handgeschalteter Kupplungen ein elektromotorischer
Stelltrieb Verwendung finden kann.
Bezugszeichen
1 Elektromotor
2 Antriebswelle
3 Schaltgetriebe
4 Zahnrad
5 Zahnrad
6 Abtriebswelle
7 Losrad
8 Losrad
9 Kupplung
10 Kupplung
11 Innenlamellen
12 Lamellenträger
13 Außenlamellen
14 Lamellenträger
15 Lamellenträger
16 Schiebemuffe
17 Tellerfeder
18 Freilauf
19 Zahnrad
20 Eingangsrad
21 Achsgetriebe
2 Antriebswelle
3 Schaltgetriebe
4 Zahnrad
5 Zahnrad
6 Abtriebswelle
7 Losrad
8 Losrad
9 Kupplung
10 Kupplung
11 Innenlamellen
12 Lamellenträger
13 Außenlamellen
14 Lamellenträger
15 Lamellenträger
16 Schiebemuffe
17 Tellerfeder
18 Freilauf
19 Zahnrad
20 Eingangsrad
21 Achsgetriebe
Claims (11)
1. Antriebsvorrichtung mit einem Elektromotor (1) und
einem Schaltgetriebe (3) zum Antrieb eines Fahrzeugs, wie
z. B. eines Stadtautos, mit mindestens zwei Geschwindigkeiten
in Vorwärtsfahrtrichtung und Mitteln zur Rückwärtsfahrt,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Fahrtrichtung ausschließlich durch die Drehrichtung des
Elektromotors (1) bestimmt wird, daß in Vorwärtsfahrtrichtung
zwei Gangstufen (4, 7 bzw. 5, 8) vorgesehen sind, wobei jeder
Gangstufe eine Kupplung (9, 10) zugeordnet ist, von denen
jeweils eine geöffnet und die andere geschlossen ist, und daß
die Neutralstellung der Antriebsvorrichtung durch Abschalten
des Elektromotors (1) eingestellt wird.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungen (9, 10)
der Gangstufen (4, 7 bzw. 5, 8) zwischen Zahnrädern (7, 8)
auf einer Abtriebswelle (6) spiegelbildlich zueinander
angeordnet sind.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungen (9, 10)
als Lamellenkupplungen ausgebildet sind, deren
Innenlamellen (11) auf einem gemeinsamen Lamellenträger (12)
der Abtriebswelle (6) gelagert sind.
4. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Lamellenträger (12) der Innenlamellen (11) der
Kupplungen (9, 10) eine in zwei Schaltpositionen überführbare
Schiebemuffe (16) angeordnet ist, wobei in beiden
Schaltpositionen eine der Kupplungen (9 oder 10) geschlossen
und die jeweils gegenüberliegende Kupplung (9 oder 10)
geöffnet ist.
5. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lamellenkupplungen (9, 10) gegen die Kraft jeweils einer auf
der Abtriebswelle (6) angeordneten Tellerfeder (17) in ihre
Schließstellung überführt wird.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tellerfedern (17) im
geöffneten Zustand der Kupplungen (9, 10) stirnseitig am
Lamellenträger (12) der Innenlamellen (11) anliegen.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kraft der
Tellerfedern (17) derartig bemessen ist, daß ein Schalten der
Kupplungen (9, 10) durch Handkraft möglich ist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungen (9, 10)
durch einen elektrischen Stelltrieb geschaltet werden.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Gangstufe aus
einem ersten Zahnrad (4) einer Antriebswelle (2) und einem
ersten Losrad (7) der Abtriebswelle (6) und die zweite
Gangstufe aus einem zweiten Zahnrad (5) der Antriebswelle (2)
und einem zweiten Losrad (8) der Abtriebswelle (6) gebildet
werden.
10. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das auf der
Abtriebswelle (6) gelagerte Losrad (7) der ersten Gangstufe
über einen Freilauf (18) auf der Abtriebswelle (6) gelagert
ist.
11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein weiteres Zahnrad (19)
der Abtriebswelle (6) mit einem Eingangsrad (20) eines
Achsgetriebes (21) in treibender Verbindung steht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4212324A DE4212324A1 (de) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Antriebsvorrichtung fuer ein fahrzeug, beispielsweise eines stadtautos |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4212324A DE4212324A1 (de) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Antriebsvorrichtung fuer ein fahrzeug, beispielsweise eines stadtautos |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4212324A1 true DE4212324A1 (de) | 1992-08-06 |
Family
ID=6456704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4212324A Ceased DE4212324A1 (de) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Antriebsvorrichtung fuer ein fahrzeug, beispielsweise eines stadtautos |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4212324A1 (de) |
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