DE4214635A1 - Antriebsanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Antriebsanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number
DE4214635A1
DE4214635A1 DE4214635A DE4214635A DE4214635A1 DE 4214635 A1 DE4214635 A1 DE 4214635A1 DE 4214635 A DE4214635 A DE 4214635A DE 4214635 A DE4214635 A DE 4214635A DE 4214635 A1 DE4214635 A1 DE 4214635A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressor
gear
speed
output shaft
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4214635A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4214635C2 (de
Inventor
Guenter Mehnert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE4214635A priority Critical patent/DE4214635A1/de
Publication of DE4214635A1 publication Critical patent/DE4214635A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4214635C2 publication Critical patent/DE4214635C2/de
Priority to US08/047,283 priority patent/US5478287A/en
Priority to JP5095713A priority patent/JPH0642365A/ja
Priority to FR9304985A priority patent/FR2690393B1/fr
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11Stepped gearings
    • B60W10/115Stepped gearings with planetary gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
    • F02B33/446Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs having valves for admission of atmospheric air to engine, e.g. at starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/04Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives
    • F02B39/06Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives the engine torque being divided by a differential gear for driving a pump and the engine output shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16Other safety measures for, or other control of, pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10Change speed gearings
    • B60W2710/1005Transmission ratio engaged
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10Change speed gearings
    • B60W2710/1038Output speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/188Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1886Controlling power supply to auxiliary devices
    • B60W30/1888Control of power take off [PTO]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Motor Power Transmission Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Anordnungen, mit dem Grundgedanken, Luft bzw. Luftdruck-Differenzen als Mittel zur Kraftübertragung zu verwenden und Motor, Lader und Getriebe dabei so zu integrieren, daß sie sich in ihrer Wirkung ergänzen, sind bekannt.
So wird in DE-PS 36 11 171 eine Antriebsanordnung vorgeschla­ gen, die - durch Expansion eines Luftvolumens und den daraus resultierenden Wärmeentzug - thermisch stabil gehalten und somit erst ausreichend belastbar ist. Eine Drehmoment- Verstärkung kann, darauf aufbauend, z. B. mittels nachgeschal­ teter Planetenradsätze erreicht werden, evtl. mit Freilauf- Elementen kombiniert. Die Verstärkung ist allerdings nur stufenweise möglich.
In DE-PS 37 20 236 wird darüber hinaus eine Anordnung an­ gegeben, die bereits eine stufenlos stellbare Drehmoment- Verstärkung, und zwar mit Hilfe drehbar angeordneter Ver­ dichter, umfaßt. Drehbar gelagerte Verdichter ergeben aller­ dings auch große rotierende Massen und eine entsprechende Belastung der tragenden Lager; und unabhängig davon wäre noch weiterer bautechnischer Aufwand zur Führung der kompri­ mierten bzw. expandierten Luftvolumina zu betreiben, um die angestrebte Wirkung gegenüber dem ruhenden Getriebegehäuse ohne Einschränkung zu erzielen.
Beide Ausführungen benötigen zudem ein separates Umkehr­ getriebe und setzen herkömmliche Bremseinrichtungen für die Abtriebswelle voraus.
Einen völlig anderen Ansatz zu einer stufenlos stellbaren Drehmoment-Verstärkung enthält DE-PS 40 32 851, und zwar eine aerostatische Koppelung mehrerer Verdichter, womit bei geringem mechanischem Aufwand alle Antriebsfunktionen - einschließlich eines Retarders und eines Umkehrgetriebes - auf homogene Weise realisierbar sind, allerdings mit einem relativ großen strömungs- und regelungstechnischen Anteil.
Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu konzipieren, deren Kraftübertragung eine stufenlos stellbare Drehmoment-Verstärkung bei einem Übersetzungsbereich bis mindestens zur Übersetzung 1 : 1 umfaßt, wobei nur ein Verdichter als Reaktionsorgan mitwirkt, dessen Gehäuse mit dem Getriebegehäuse fest verbunden ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den in den kennzeich­ nenden Merkmalen des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst, die thermische Regulierbarkeit der Anlage durch Verwendung von Über- und Unterdruck nach DE-PS 36 11 171 stets voraus­ gesetzt.
Zur Lösung der Aufgabe verwendet die Anordnung nach der Erfindung zunächst - wie DE-PS 37 20 236 - den Ansatz, ein Kräftepaar auf die Planetenräder eines mit Drehzahl-Unter­ setzung angetriebenen Sammelgetriebes zu übertragen, das der ursprünglichen Ausweichbewegung der Planetenräder unter Last entgegen wirkt, so daß eine Verstärkung des Abtriebs­ momentes - mit dem Radius des Planetenträgers als effektivem Kraftarm - erzielt werden kann. In DE-PS 37 20 236 wird dieses Kräftepaar aus der Reaktionskraft eines drehbar gelagerten Verdichters (bei radialer Abstützung an der Mittelachse des Getriebes) erzeugt.
Die Erfindung beruht dem gegenüber darauf, die Eigendrehung der umlaufenden Planetenräder des Sammelgetriebes in eine Drehzahl-Differenz zweier zentral gelagerter Räder umzusetzen und diese Differenz (und damit die Eigendrehung der Planeten­ räder) mit Hilfe eines speziellen Differentialgetriebes und eines Verdichters (V1) mit ruhendem Gehäuse (bei tangentialer Abstützung am Getriebegehäuse) pneumomechanisch reduzierbar zu halten.
Das Differentialgetriebe wandelt dabei gleiche ebenso wie unterschiedliche und zeitweise entgegengesetzt gerichtete Winkelgeschwindigkeiten der beiden Zentralräder in eine dazu proportionale, d. h. bis auf einen konstruktionsabhängigen Faktor durch die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten eindeutig bestimmte Drehzahl der Ein-/Ausgangswelle des Verdichters (V1) um - und umgekehrt.
Zum Beispiel ist im Leerlauf (bei maximaler Eigendrehung der Planetenräder) die Verdichterdrehzahl maximal; und bei Stillstand der Verdichterwelle verschwindet die Eigendrehung der Planetenräder, und das Übersetzungsverhältnis ist (bei direkter Übertragung auf die Abtriebswelle) 1 : 1.
Die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses unter Last erfolgt jeweils stufenlos durch Drosselung der Fördermenge des Verdichters (V1), vorzugsweise mit Hilfe von Drossel­ ventilen.
Vorteile der Erfindung gegenüber den bekannten Ausführungen sind vor allem:
  • - Eine stufenlos stellbare Drehmoment-Verstärkung aufgrund tangentialer Abstützung am Getriebegehäuse über einen Verdichter als Reaktionsorgan, dessen Gehäuse fest mit dem Getriebegehäuse verbunden ist,
  • - bei einem hohen Anteil herkömmlicher Mechanik (ohne Bremsen, Kupplungen, Freilauf-Bauteile etc. ), kombiniert mit einem pneumatischen Teil, in dem lediglich ein drosselbarer För­ derstrom und ein Verhältnis zwischen Über- und Unterdruck zu regeln sind, und somit
  • - einem vergleichsweise geringen Entwicklungsaufwand für eine Antriebsanordnung, die alle Vorteile und Folge-Vorteile eines stufenlosen Getriebes aufweist, das auch für hohe Lasten geeignet ist.
Funktionsumfang und Anwendungsbereich einer Antriebsanordnung nach der Erfindung lassen sich nach den kennzeichnenden Merk­ malen der Ansprüche 2-4 vorteilhaft erweitern:
Eine Erweiterung der Untersetzungskomponente durch weitere vorgeschaltete Sammelgetriebe nach Anspruch 2 vergrößert den effektiven Kraftarm, der von der Kurbelwelle ausgehend auf das Differentialgetriebe wirkt, und vergrößert damit den Übersetzungsbereich. Dies kann z. B. für die Anfahrphase des Fahrzeugs oder bei hohen Lasten im Vergleich zur Motor­ leistung genutzt werden. Die zugeschalteten Sammelgetriebe sind mit der Abtriebswelle gekoppelt, so daß sie bei der Übersetzung 1 : 1 wie eine Welle rotieren.
Ein pneumatisch wirkender Retarder mit ruckfreiem Übergang zum Rückwärtslauf der Abtriebswelle nach Anspruch 3 ergänzt die Antriebsfunktionen auf homogene Weise (vgl. dazu DE-PS 40 32 851). Der hierfür eingesetzte zweite Verdichter (V2) stellt darüber hinaus zusätzliche Ladeluft zur Verfügung, insbesondere bei gedrosselter Fördermenge des ersten Verdichters (V1).
Eine zusätzliche Verstärkung des Abtriebsmomentes läßt sich nach Anspruch 4 insbesondere für die Anfahrphase des Fahrzeugs gewinnen, wenn die Förderstrecken des ersten und des zweiten Verdichters über Luftkammern derart miteinander verbunden sind, daß der zweite die Druckenergie des ersten Verdichters aufnimmt und (in dieser Phase) als pneumatischer Motor in Antriebsrichtung wirkt. Sperrventile sorgen dabei für eine automatische Ausschaltung der aerostatischen Komponente im oberen Übersetzungsbereich.
Die Konstruktion und Ausgestaltung der Antriebsanordnung nach der Erfindung läßt sich den jeweiligen Anforderungen weitgehend anpassen, so daß eine Anwendung sowohl für relativ schwache Antriebsmomente als auch für hohe Lasten bzw. hohe Leistungsanforderungen möglich ist.
Der Bedarf nach einem möglichst einfachen und zugleich hoch belastbaren stufenlosen Getriebe, das die Motorkraft optimal nutzt, besteht, seitdem es Verbrennungsmotoren gibt, und er steigt mit zunehmender Verkehrsdichte und den damit ver­ bundenen äußeren Einschränkungen weiter an - weiter in dem Maße, in dem die Motor-Drehzahl herkömmlicher Antriebssysteme laufend vom jeweils günstigsten Wert abweicht.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Skizzen dargestellt. Anhand der Fig. 1a-3b wird die Funktionsweise dreier Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung (mit unterschiedlichem Funktions­ umfang) nachstehend näher erläutert, und zwar zeigt:
Fig. 1a
- den schematischen Getriebeplan für eine Ausführung (1) mit einer einfachen Untersetzungsgruppe G11, einem Differen­ tialgetriebe G12 und dem Anschluß zu einem Verdichter V1,
- Antrieb: von der Kurbelwelle 110
- Abtrieb: zum Zentralrad 190 (nur vorwärts),
Fig. 1b
- die pneumatische Schaltung für eine Ausführung (1), mit dem Verdichter V1 und dem mechanischen Anschluß zum Differen­ tialgetriebe G12,
- Einlaß: von außen (E)
- Auslaß: zum Motor (M),
Fig. 2a
- den schematischen Getriebeplan für eine Ausführung (2), mit einer radial gestaffelten Untersetzungsgruppe G21, einem Differentialgetriebe G22 und den Anschlüssen zu den Verdichtern V1 und V2,
- Antrieb: von der Kurbelwelle 210
- Abtrieb: zur Welle 290 (vor- und rückwärts),
Fig. 2b
- die pneumatische Schaltung für eine Ausführung (2), mit den Verdichtern V1 und V2 und den Anschlüssen zum Differen­ tialgetriebe G22 bzw. zur Untersetzungsgruppe G21,
- Einlaß: von außen (E)
- Auslaß: zum Motor (M),
Fig. 3a
- den schematischen Getriebeplan für eine Ausführung (3), mit einer koaxial gestaffelten Untersetzungsgruppe G31, einem Differentialgetriebe G32 und den Anschlüssen zu den Verdichtern V1 und V2,
- Antrieb: von der Kurbelwelle 310
- Abtrieb: zur Welle 390 (vor- und rückwärts, z. T. mit aerostatischer Verstärkung),
Fig. 3b
- die pneumatische Schaltung für eine Ausführung (3), mit den Verdichtern V1 und V2 und den Anschlüssen zum Differen­ tialgetriebe G32 bzw. zur Untersetzungsgruppe G31,
- Einlaß: von außen (E) bzw. jeweils vom anderen Verdichter
- Auslaß: zum Motor (M) bzw. jeweils zum anderen Verdichter.
In dem Ausführungsbeispiel (1), in Fig. 1a und Fig. 1b schematisch dargestellt, erfolgt der Antrieb von der Kurbel­ welle 110 über das Zentralrad 111 eines Sammelgetriebes und wird dort auf die abgestuften Planetenräder 112/114 geleitet. Die Last greift am Abtriebsrad 190 an, das auf dem Planeten­ steg 113 sitzt. Die Bremswirkung, die sich daraus ergibt, führt zunächst zu einer Ausweichbewegung in Form einer Eigen­ drehung der Planetenräder 112/114.
Die zentral gelagerten Räder 115 (als Stirnrad) und 116 (als Hohlrad) kämmen mit den Planetenrädern 114 und wandeln damit die Eigendrehung der Planetenräder 112/114 in eine Drehzahl- Differenz auf der Hauptachse des Getriebes um. Andererseits sind sie über eine Hohlwelle mit dem Differentialgetriebe G12 gekoppelt, das im wesentlichen aus zwei scherenartig miteinander verbundenen Umlaufrädergetrieben besteht, wobei eines als Sammelgetriebe und eines als Verteilergetriebe aktiviert wird:
Die Antriebskraft wird vom Stirnrad 115 über das Zentralrad 121 in das Differentialgetriebe geleitet und führt dort zu­ nächst zu einer Ausweichbewegung der Planetenräder 122, die über das Hohlrad 124 mit der Ein-/Ausgangswelle des Verdich­ ters V1 gekoppelt sind. Die Drosselventile D11, D12 (sowie das Rückstrom- bzw. Bypassventil D13) sind zunächst offen. Durch Drosselung des Luftstromes mit Hilfe der Ventile D11, D12 wird diese Ausweichbewegung in der in DE-PS 36 11 171 beschriebenen Weise gebremst.
Die Antriebskraft vom Rad 121 und die entstehende Reaktions­ kraft des Verdichters V1 werden dabei auf dem Doppelsteg 123 gesammelt und auf diese Weise auf die Ausgangsseite des Differentialgetriebes geführt, wo die resultierende Kraft durch die Planetenräder 126 auf die Zentralräder 125 und 127 verteilt wird. Das innen-verzahnte Rad 125 ist mit dem Getriebegehäuse fest verbunden, so daß das Stirnrad 127 eine gegenüber dem Steg 123 erhöhte Drehzahl (zurück) erhält und diese über die gemeinsame Hohlwelle auf das Hohlrad 116 über­ trägt.
Der Doppelsteg 123 des Differentialgetriebes läuft im übrigen frei, so daß die Kräfte der Eingangsseite und der Ausgangs­ seite des Differentialgetriebes ein tangential gerichtetes Kräftepaar auf die Planetenräder 114 übertragen können, das deren Eigendrehung entgegen wirkt, wobei dessen Komponenten, skalar summiert, bei entsprechender Last größer sein können als die Antriebskraft des Motors am Rad 111. Der Verdichter V1 dient dabei als variables Stützglied zwischen dem (unter­ setzten) Antrieb und dem Getriebegehäuse.
Die Brückenfunktion des Doppelsteges 123 ermöglicht es einer­ seits, daß die Abstützwirkung während des Umlaufs der Plane­ tenräder erhalten bleibt; andererseits kann damit eine Gesamt­ übersetzung 1 : 1 erreicht werden.
Im Leerlauf ist die Eigendrehung der Planetenräder 112/114 maximal. In dem Maße, in dem sie durch Drosselung des Förder­ stroms in V1 reduziert wird, erhöht sich die Drehzahl der Abtriebswelle. Aber damit vermindert sich auch der Unter­ setzungsgrad: Der Anteil der über die Ausgangsseite des Differentialgetriebes auf die Planetenräder 112/114 zurück übertragenen Antriebskomponente wird größer, und die Verstärkung des Abtriebsmomentes wird - analog zu der in DE-PS 37 20 236 beschriebenen Überlagerung - entsprechend geringer.
Bei der Übersetzung 1 : 1 ist die Eigendrehung der Planeten­ räder 112/114 Null, und Antriebs- und Abtriebsmoment sind gleich groß. In diesem Fall rotiert das Sammelgetriebe G11 wie eine kompakte Welle, die Stirnräder 121 und 127 des Differentialgetriebes G12 rollen mit derselben Winkelgeschwin­ digkeit (über die Planetenräder 122 und 126) an den ruhenden Hohlrädern 124 und 125 ab, und die Förderleistung des Ver­ dichters V1 verschwindet.
Fig. 2a und 2b skizzieren ein Ausführungsbeispiel (2), mit einer erweiterten Untersetzungsgruppe G21 und einem zweiten Verdichter V2.
Hierbei sind zwei Sammelgetriebe, jeweils mit abgestuften Planetenrädern, auf einem Planetenträger 213 in Reihe geschal­ tet, wobei der Kraftfluß von der Kurbelwelle 210 über die Räder
211-212-214-215-216-217
und eine Hohlwelle zum Differentialgetriebe G22 führt und dort - analog zur Ausführung (1) - über die Glieder
221-222-223-226-227
auf den Steg 213 zurück und damit auf die Abtriebswelle 290 gelangt.
Der Planetenträger 213 nimmt dabei eine Komponente des zurück übertragenen Kräftepaares direkt auf, das durch die Reaktions­ kraft des Verdichters V1 bei Drosselung seines Förderstromes mittels der Ventile D21, D22 entsteht, während insbesondere die Ventile D23, D24 offen sind.
Die Drosselventile D23, D24 dienen dazu, bei Bedarf den Förderstrom des Verdichters V2 zu drosseln und so ein Verzöge­ rungsmoment auf die Hohlwelle mit dem Hohlrad 217 zu über­ tragen, während nunmehr die Ventile D21, D22 offen sind. Die daraus resultierende Bremswirkung auf den Steg 213 führt zwingend zu einer Reduzierung der Abtriebsdrehzahl, und bei ausreichend starker Verringerung der Winkelgeschwindigkeit von 217 folgt daraus eine Umkehr der Drehrichtung des Steges 213 und damit der Abtriebswelle 290.
Die Drosselventile D25, D26 dienen lediglich als Ausgleichs- bzw. Rückstromventile analog zu D13 in der Ausführung (1).
In einem Ausführungsbeispiel (3), schematisch dargestellt in Fig. 3a und 3b, enthält die Untersetzungsgruppe G31 zwei koaxial gelagerte und in Reihe geschaltete Sammelgetriebe mit abgestuften Planetenrädern sowie ein Differentialgetriebe G32, das beispielsweise dem Differentialgetriebe G22 der Ausführung (2) entspricht. Darüber hinaus ist in der Ausfüh­ rung (3) eine aerostatische Koppelung der Verdichter V1 und V2 vorgesehen - wie in DE-PS 40 32 851 beschrieben, hier jedoch wesentlich einfacher und auch nur für einen Teil des Übersetzungsbereiches und folglich auch ohne die Einschränkung durch den aerostatisch bedingten Kompressions- bzw. Expan­ sionsschlupf nahe der Übersetzung 1 : 1.
Die Antriebskraft wird von der Kurbelwelle 310 über die Glieder
311-312-313-321-322-324-325-331
auf das Differentialgetriebe G32 übertragen und erhält so einen verlängerten antriebsseitigen Kraftarm gegenüber dem variablen Stützglied 334 in G32.
Die Untersetzungsgruppe G31 ist durch das Hohlrad 315 und den abgesetzten Planetenträger 323/326 mit der Abtriebswelle 390 verbunden, so daß bei der Übersetzung 1 : 1 auch hier alle Elemente von G31 wie eine einzige Quelle rotieren.
Verzögerung und Rückwärtslauf der Abtriebswelle 390 werden - analog zur Ausführung (2) - durch Drosselung des Verdichters V2, gekoppelt mit dem Stirnrad 325, erreicht.
Werden beim Start des Fahrzeugs zunächst nur die Drossel­ ventile D35, D36 aktiviert, so ergibt die Ausweichbewegung des Verdichters V1 unter Last, d. h. gegenüber dem Doppelsteg 333, einerseits einen Förderstrom, der auf die für den Druck­ aufbau wirksame Querschnittsfläche des Verdichters V2 gelenkt wird, und andererseits saugt der Verdichter V1 damit Luft an, die zumindest teilweise dem Förderstrom von V2 entzogen wird.
Die Stärke des aerostatisch bedingten Momentes, das von V1 auf den Verdichtermotor V2 und somit auf die Hohlwelle zwischen 325 und 331 zurück gelangt, hängt von der Drosselung der Ventile D35 und D36 ab. (Die Abstimmung zwischen Über- und Unterdruck ergibt wie in allen anderen Fällen die erfor­ derliche thermische Stabilität nach DE-PS 36 11 171.) Sperrventile S1 und S2 verhindern in dieser Phase einen unerwünschten Rückstrom.
Bei weiterer Beschleunigung des Fahrzeugs, d. h. bei weiterer Drosselung der Fördermenge von V1 und gleichzeitiger Erhöhung der Drehzahl von 325 und damit der Fördermenge von V2, erfolgt die Drosselung von V1 wieder mittels der Ventile D31, D32 wie in der Ausführung (2), und die Sperrventile S1 und S2 geben den Luftstrom für den Verdichter V2 automatisch frei. Drosselventile D33, D34 dienen dazu, den Verdichter V2 über das Stirnrad 323 für die genannte Retarderfunktion und den Rückwärtslauf der Abtriebswelle einzusetzen.
Im Rahmen der Erfindung sind weitere Ausführungen möglich. Zum Beispiel läßt sich die Untersetzungsgruppe durch vor­ geschaltete Sammelgetriebe - auch ohne abgestufte Planeten­ räder oder ohne Hohlräder - im Prinzip beliebig erweitern. Als Stützglieder für das Differentialgetriebe sind z. B. auch zwei gegenläufig drehende Wellen eines fest mit dem Getriebe­ gehäuse verbundenen Verdichters geeignet, deren Drehzahl reziprok zur Drosselung des Verdichters gehalten ist.
Die Koppelung der einzelnen Getriebeglieder ist ebenfalls variierbar, und anstelle von Stirn- und Hohlrädern können z. B. Kegel- und Tellerräder verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (5)

1. Antriebsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Verbrennungsmotor, mit mindestens einem, über Glieder eines Umlaufrädergetriebes in die Kraftübertragung integrierten Verdichter der Verdränger-Bauart, der mit Hilfe von Ventilen, vorzugsweise Drosselventilen, steuer- bzw. regelbar ist und dabei
  • - ansaugseitig (durch Expansion eines Luftvolumens) zur Kühlung der Anlage,
  • - motorseitig zur Aufladung des Motors und
  • - abtriebsseitig (durch pneumomechanische Rückwirkung) zur Erhöhung der Drehzahl am Getriebeausgang
dient, ferner mit Steuer- und Regelorganen zur Einstellung und Erhaltung vorbestimmbarer Betriebszustände, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe folgende Komponenten enthält:
  • G1) eine Untersetzungsgruppe, bestehend aus mindestens einem Sammelgetriebe, vorzugsweise mit abgestuften Planeten­ rädern, mit motorseitigem Eingang und dem Planetenträger als Ausgang zur Abtriebswelle des Getriebes und
  • G2) ein Differentialgetriebe, in dem zwei scherenartig kombi­ nierte Umlaufrädergetriebe zusammenwirken, derart,
    • - daß je ein Zentralrad mit Planetenrädern des Sammel­ getriebes bzw. dessen Steg gekoppelt ist, wobei eine Eigendrehung dieser Planetenräder zu einer Drehzahl­ Differenz der beiden zentral gelagerten Räder pro­ portional gehalten ist,
    • - daß zwei weitere Getriebeglieder, vorzugsweise die Planetenstege des Umlaufrädergetriebe-Paares, in einem konstanten Drehzahlverhältnis zueinander stehen, im einfachsten Fall drehfest miteinander verbunden sind, und
    • - daß die übrigen Getriebeglieder sich tangential am Gehäuse abstützen, davon mindestens eines über einen fest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Verdichter (V1), dessen Ein-/Ausgangswelle die Antriebskraft mit stufenlos regelbarer Drehzahl zurück übertragen kann, wobei eine Drosselung der Verdichter-Drehzahl die variablen Drehzahl-Differenzen zwischen den einzelnen Gliedern des Differentialgetriebes paarweise reduziert.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersetzungsgruppe (G1) mehrere, in Reihe geschaltete Sammelgetriebe enthält, von denen je ein Glied fest oder drehfest mit der Abtriebswelle gekoppelt ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer stufenlos regelbarer Verdichter (V2) der Verdränger-Bauart in die Kraftübertragung integriert ist, gekoppelt mit einer Getriebewelle,
  • - die mechanisch so geführt ist, daß ihre Drehzahl stets größer/gleich der Drehzahl der Abtriebswelle ist,
  • - die bei einer Drosselung des Verdichters (V2) ein Verzöge­ rungsmoment auf die Abtriebswelle überträgt und
  • - die bei ausreichender Reduzierung ihrer Drehzahl die Dreh­ richtung der Abtriebswelle umkehrt.
4. Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichter (V1) und (V2) in einem Teil des Übersetzungsbereiches - über ein expan­ diertes und/oder komprimiertes Luftvolumen - aerostatisch gekoppelt sind, wobei ein zusätzlicher Teil der unter Last erzeugten Reaktionskraft von (V1) auf den Verdichter (V2) und von diesem, das Abtriebsmoment verstärkend, auf den Getriebeausgang übertragbar ist.
DE4214635A 1992-04-24 1992-04-24 Antriebsanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge Granted DE4214635A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4214635A DE4214635A1 (de) 1992-04-24 1992-04-24 Antriebsanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
US08/047,283 US5478287A (en) 1992-04-24 1993-04-19 Drive mechanism, in particular for motor vehicles
JP5095713A JPH0642365A (ja) 1992-04-24 1993-04-22 駆動装置
FR9304985A FR2690393B1 (fr) 1992-04-24 1993-04-23 Ensemble d'entrainement, notamment pour des vehicules automobiles.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4214635A DE4214635A1 (de) 1992-04-24 1992-04-24 Antriebsanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4214635A1 true DE4214635A1 (de) 1992-09-24
DE4214635C2 DE4214635C2 (de) 1993-03-25

Family

ID=6458075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4214635A Granted DE4214635A1 (de) 1992-04-24 1992-04-24 Antriebsanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5478287A (de)
JP (1) JPH0642365A (de)
DE (1) DE4214635A1 (de)
FR (1) FR2690393B1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011026463A1 (de) * 2009-09-02 2011-03-10 Faller Alexander M Untersetzungsgetriebe

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2813368A1 (fr) * 2000-08-23 2002-03-01 Jean Claude Kapikian Systeme de transmission a rapport variables et continus
KR101427961B1 (ko) * 2012-11-28 2014-08-08 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 동력전달장치
CN110735904B (zh) * 2019-10-23 2023-03-24 重庆大学 装载机自适应液力机械传动系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3611171C2 (de) * 1986-01-20 1988-05-05 Guenter 1000 Berlin De Mehnert
DE3720236C2 (de) * 1986-04-01 1989-07-27 Guenter 1000 Berlin De Mehnert
DE4032851C1 (en) * 1990-10-12 1991-10-24 Guenter 1000 Berlin De Mehnert Power transmission system for heavy duty motor vehicle - forms integrated mechano-pneumatic assembly with stepless speed-torque control including braking and reverse motion

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2469779A (en) * 1945-05-23 1949-05-10 Robert F Nowalk Vehicle governor
US2457385A (en) * 1945-09-11 1948-12-28 Lewit Joseph Universal reduction gear transmission
US2958405A (en) * 1950-05-24 1960-11-01 Glamann Wilhelm Internal combustion engines
US2772583A (en) * 1952-06-13 1956-12-04 Watson D Harbaugh Transmissions
US2890604A (en) * 1955-06-20 1959-06-16 Gen Dynamics Corp Constant speed system
US2973669A (en) * 1957-07-11 1961-03-07 Quigley Bernard Thomas Transmission
US3079813A (en) * 1960-10-24 1963-03-05 Quigley Bernard Thomas Planetary gearing
US3240083A (en) * 1963-07-15 1966-03-15 Gen Motors Corp Transmission
FR1406081A (fr) * 1964-06-04 1965-07-16 Richard Freres Ets Groupe moteur à suralimentation proportionnelle
GB1382366A (en) * 1972-10-27 1975-01-29 Cotton G A Variable ratio transmissions
US4994002A (en) * 1988-12-29 1991-02-19 Technoquattro S.R.L. Variable-speed power transmission device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3611171C2 (de) * 1986-01-20 1988-05-05 Guenter 1000 Berlin De Mehnert
DE3720236C2 (de) * 1986-04-01 1989-07-27 Guenter 1000 Berlin De Mehnert
DE4032851C1 (en) * 1990-10-12 1991-10-24 Guenter 1000 Berlin De Mehnert Power transmission system for heavy duty motor vehicle - forms integrated mechano-pneumatic assembly with stepless speed-torque control including braking and reverse motion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011026463A1 (de) * 2009-09-02 2011-03-10 Faller Alexander M Untersetzungsgetriebe

Also Published As

Publication number Publication date
FR2690393A1 (fr) 1993-10-29
DE4214635C2 (de) 1993-03-25
US5478287A (en) 1995-12-26
JPH0642365A (ja) 1994-02-15
FR2690393B1 (fr) 1996-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2716960C2 (de) Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung
EP0615077B1 (de) Antrieb mit zwei Hydromotoren
DE2758659C3 (de) Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung
EP0745198B1 (de) Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile bau- und arbeitsmaschinen, sowie verfahren zur steuerung eines lastschaltgetriebes
EP0081696B1 (de) Hydrostatischmechanisches Stellkoppelgetriebe mit eingangsseitiger Leistungsverzweigung
DE2633090C2 (de) Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung für Kraftfahrzeuge
DE19836558A1 (de) Stufenlos verstellbares Toroidgetriebesystem
WO1986002983A1 (fr) Ensemble de transmission de force pour entrainer une machine a vitesse de rotation variable
DE2328353B2 (de) Stufenloses, leistungsverzweigendes hydrostatisch-mechanisches Getriebe
DE2409914C2 (de)
DE3611171C2 (de)
DE4106746A1 (de) Stufenloses hydrostatisch-mechanisches verzweigungsgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
EP1565676B1 (de) Hydrostatischer mehrmotorenantrieb
DE4214635C2 (de)
DE1933792C3 (de) Gasturbinenwerk, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE4027724A1 (de) Stufenloses hydrostatisch-mechanisches verzweigungsgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE3303881A1 (de) Hydrostatisches differentialgetriebe mit einrichtung zur bremsenergie-rueckgewinnung fuer fahrzeuge
DE2010581A1 (de) Gasturbinenaggregat zum Antrieb von Fahrzeugen
DE2405804A1 (de) Hydrostatisches getriebe
DE19503923C2 (de) Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung
EP0172805B1 (de) Stufenlos verstellbares verbundgetriebe
DE2424330A1 (de) Gasturbinenanlage
DE3720236C2 (de)
DE2614378A1 (de) Automatisches hydraulikgetriebe
DE2424737C2 (de) Fahrzeugantrieb mit veränderlicher Übersetzung

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee