WO2014044506A1 - Schwungradtrieb - Google Patents

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WO2014044506A1
WO2014044506A1 PCT/EP2013/067784 EP2013067784W WO2014044506A1 WO 2014044506 A1 WO2014044506 A1 WO 2014044506A1 EP 2013067784 W EP2013067784 W EP 2013067784W WO 2014044506 A1 WO2014044506 A1 WO 2014044506A1
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WO
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flywheel
gear
clutch
shaft
drive according
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PCT/EP2013/067784
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas HERKE
Stefan LAIMGRUBER
Christian LANGSENLEHNER
Christian Milwisch
Martin Rath
Walter Rosinger
Martin STEINBERGER
Mario WEISHAPL
Fabian ZAVARSKY
Original Assignee
Magna Powertrain Ag & Co Kg
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Publication date
Application filed by Magna Powertrain Ag & Co Kg filed Critical Magna Powertrain Ag & Co Kg
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0039—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising three forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a flywheel drive for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Flywheels are used in motor vehicles to take, for example, in braking mode or when driving downhill energy, and to provide them in the subsequent load case, in particular for accelerating.
  • Flywheel gears have a rotatably mounted flywheel, which is brought to a speed via a drive and a shaft and the stored angular momentum is then switched by a switching operation on the shaft.
  • WO201 1/080512 A1 shows such a flywheel transmission which couples the flywheel to the motor vehicle drive via three shiftable ratios.
  • An embodiment of this known flywheel gear has a shaft which is coupled via a spur gear with three different sized gears. These different sized gears act on each operable multi-disc clutch and ever another gear on the flywheel shaft, connected to the flywheel shaft spur gear. By the three clutches and by the different sized gears are to drive, output of the
  • DE 31020217 A1 describes a flywheel drive, which acts on a drive axle of the motor vehicle via a continuously variable transmission.
  • the object of the present invention is to propose a flywheel drive in comparison to the known solutions of improved design.
  • the invention provides a flywheel drive for a motor vehicle, consisting of a rotatably mounted flywheel, coupled to the drive of the motor vehicle, the input and output of the flywheel causing shaft or a gear, wherein the flywheel with the shaft or the gear on a number of gear stages can be coupled, wherein each of the gear stages realized a different translation, wherein the gear stages are operated via switchable clutches and at least one switching device.
  • An embodiment of the invention provides that two clutches and a number M of switching device are used for switching N transmissions or gear stages.
  • N is at least 3 and M at least 1.
  • a preferred embodiment of the invention provides for the use of a dual-clutch transmission.
  • a clutch for example, switches a gear stage, a gear ratio directly to the input and output, the shaft or the toothed wheel.
  • a switching device is used, in which either the one, the other translation or neither of the two translations can be activated, so a neutral position is switchable.
  • a preferably usable switching device is designed in the manner of a dog clutch.
  • the couplings that can be used in the invention are preferably used as multiple trained couplings.
  • axially movably mounted discs are selectively rotatably articulated to an inner and an outer driver.
  • the discs are, for example, activated by means of an actuator and thus cause the corresponding frictional connection.
  • the coupling arrangement is preferably absorbed in an oil bath.
  • Preferred embodiments of the invention use a coupling system with an outer clutch basket and two separate, individually switchable disc systems.
  • the coupling can be arranged directly on the input and output and have the gear by means of which the coupling to the vehicle drive takes place.
  • the gear is then preferably attached to the outer clutch basket or connected directly thereto.
  • the outer clutch basket is connected to the flywheel, this carries.
  • Figure 1 shows a rotatably mounted in a housing, not shown flywheel SR.
  • This flywheel SR is coupled to a gear ZR1 which meshes with a second gear ZR2 of a parallel to the axis of the flywheel SR secondary shaft NW.
  • gear ZR1 On the auxiliary shaft NW are three other gears ZN1, ZN2, ZN3 different diameters, which mesh with three gears Z1, Z2, Z3.
  • Gear Z1 is rotatably mounted on a shaft HW, which is rotatably mounted in the housing and extends coaxially to the axis of the flywheel SR.
  • the meshing with the gears ZN2 and ZN3 gears Z2 and Z3 sit on a respective hollow shaft HW2, HW3, which is coaxial with the shaft HW.
  • a switching element SE Rotationally connected to a further hollow shaft HWK is a switching element SE, which in the manner of a shift claw optionally the gear Z2 or Z3, so the corresponding hollow shaft HW2, HW3 coupled with the switching element SE supporting HWK.
  • the switching element SE is also connected to a neutral intermediate position. ringbar, in which neither the hollow shaft HW2 nor the hollow shaft HW3 is coupled to the hollow shaft HWK. This neutral position is shown in FIG.
  • the shafts HW and the hollow shafts HWK and HW2, HW3 run coaxially - the hollow shaft HWK is seated on the shaft HW, the hollow shafts HW2, HW3 are seated on the hollow shaft HWK.
  • the described waves HW, HW2, HW3, HWK are mounted on bearings, not shown, against each other and against the housing.
  • the shaft HW and the shaft HWK are each rotatably connected to the discs S1, S23 a multi-plate clutch. These disks S1, S23 cooperate with corresponding counter disks GS1, GS23 of a common clutch basket KK.
  • the clutch basket KK is coupled to a drive, the output of the flywheel drive serving gear ZA.
  • the disks S1, GS1 of the first clutch K1 forming the first clutch K1 and the disks S23, GS23 of the second clutch K23 can be coupled to each other via an actuator (not illustrated), i. by applying a compressive force they are positively connected with each other.
  • the described couplings K1, K23 thus form part of the described Doppelkupplungsge- gear.
  • the flywheel SR is coupled to the gear ZA via the transmission ratio defined by the gears Z1, ZN1.
  • the achievable overall ratio between the flywheel SR and the gear ZA results as a series connection of the translations of the gear pairs ZR1, ZR2 and Z1, ZN1. Since the coupling K23 is open, the position, switching position of the switching element SE has no influence.
  • the ratio can be selected by the shifting element SE, ie either the moment flux between the flywheel SR and the gear ZA takes place via the gear pair Z2, ZN2 or the gear pair Z3, ZN3.
  • the achievable total ratio results in accordance with additional consideration of the fixed ratio between flywheel SR and the secondary shaft NW.
  • the embodiment of Figure 2 uses the same transmission scheme as described for Figure 1, ie the located before the clutch K components of the dual clutch transmission are the same or cooperate in the same way. Different from the embodiment of Figure 1 is the structure, the operation of the clutch K and the connection of the gear ZA.
  • the gear ZA sits on a further hollow shaft part on the waves HW and HWK.
  • the shaft HW which is directly connected to the gear Z1, is connected to an outer clutch basket KKA.
  • the shaft HWK designed as a hollow shaft, which is coupled in a rotationally fixed manner to the switching element SE, is connected to an inner clutch cage KKI.
  • the outer and inner clutch cage KKA, KKI are constructed in the manner of a multi-plate clutch system and selectively coupled via switchable discs S with a carrier S carrying these slices T.
  • the carrier T is rotatably connected to the gear ZA.
  • the clutch K, the clutch basket KK is directly connected to the flywheel SR.
  • This clutch basket KK cooperates with two groups of disks S, S23.
  • the first group of discs S23 is rotatably connected to the shaft designed as a hollow shaft HW.
  • the shaft HW carries the gear Z1, which cooperates with the on the shaft NW located gear ZN1.
  • the further gears ZN2, ZN3 of the shaft NW cooperate in the manner already described with the gears Z2, Z3, which rotate via hollow shafts HW2, HW3 on the shaft penetrating the arrangement.
  • the switching element SE is rotatably connected to this shaft W and via the switching element SE, the coupling of the gear Z2 or Z3 takes place with this Wel le.
  • these gears Z2, Z3 can also be switched freely (neutral position of the switching element), in particular when the moment flux of the flywheel SR takes place directly on the shaft W.
  • a second group of slices S in the coupling K is provided. These discs S are rotatably connected to the shaft W.
  • the two groups of slices S, S23 can be coupled via an associated actuating means with respect to the coupling cage KK of the coupling K.
  • the input and output of the flywheel SR whose coupling to the vehicle drive, via the shaft W.
  • the embodiment of the dual-clutch transmission according to FIG. 4 provides two separate clutches K1, K2 whose clutch baskets are each coupled to a gearwheel ZK1 and ZK2 and mesh these gearwheels ZK1, ZK2 with a gearwheel Z1 connected to the flywheel SR.
  • the discs of the clutch K1 are connected to a gear ZS1, the discs of the clutch K2 to the shaft NW.
  • This shaft NW carries the gears Z2 and Z3, which can be connected via the switching element SE optionally with the shaft NW.
  • the gears Z2, Z3 mesh with gearwheels ZW2, ZW3 located on the shaft, the gear ZW2 additionally meshing with the gear ZS1 of the disks of the clutch 1.
  • the input and output of the flywheel SR whose coupling to the vehicle drive, via the shaft W. This can thus either via the clutch K1 and the gear pair ZS1, ZW2 or clutch K2 and the
  • the achievable overall ratio then results taking into account the translation Z1, ZK1 or Z1, ZK2.
  • FIG 5. This dual-clutch transmission has two clutches K1 and K2.
  • the downstream transmission structure corresponds to the principle described in FIG.
  • the toothed wheels ZK1, ZK2 connected to the clutch baskets of the clutches K1, K2 are assigned two gears Z1 1, Z12 of different sizes and connected to the flywheel SR.
  • the overall achievable transmission range especially in a given space, far staked.
  • the clutches shown above are individually actuated via the actuators as well as jointly, in particular in the sense that when changing a gear ratio to a subsequent gear ratio, a gradual transition can be achieved.

Abstract

Beschrieben wird ein Schwungradtrieb für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem drehbar gelagerten Schwungrad (SR), einer mit dem Antrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelten, den An- und Abtrieb des Schwungrades bewirkenden Welle (W) bzw. einem Zahnrad (ZA), wobei das Schwungrad (SR) mit der Welle (W) bzw. dem Zahnrad (ZA) über eine Anzahl von Getriebestufen koppelbar ist, wobei jede der Getriebestufen eine unterschiedliche Übersetzung realisiert, wobei die Getriebestufen über schaltbare Kupplungen (K, K1, K2, K3, K23) sowie wenigstens eine Schaltvorrichtung (SE) betätigt werden.

Description

Schwungradtrieb
Die Erfindung betrifft einen Schwungradtrieb für ein Kraftfahrzeug nach dem Ober- begriff von Anspruch 1.
Schwungräder werden in Kraftfahrzeugen dazu verwendet, um bspw. im Bremsbetrieb oder bei Bergabfahrten Energie aufzunehmen, und um diese im anschließenden Lastfall, insbesondere zum Beschleunigen bereitzustellen. Bekannte
Schwungradgetriebe weisen ein drehbar gelagertes Schwungrad auf, welches über einen Antrieb und eine Welle auf eine Drehzahl gebracht wird und dessen gespeicherter Drehimpuls anschließend durch einen Umschaltvorgang auf die Welle schaltbar ist. Die WO201 1/080512 A1 zeigt ein derartiges Schwungradgetriebe, welches das Schwungrad über drei schaltbare Übersetzungen mit dem Kraftfahrzeugantrieb koppelt.
Eine Ausführung dieses vorbekannten Schwungradgetriebes weist eine Welle auf, welche über ein Stirnrad mit drei unterschiedlich großen Zahnrädern gekoppelt ist. Diese unterschiedlich großen Zahnräder wirken über je eine betätigbare Mehr- Scheibenkupplung und je ein weiteres Zahnrad auf die Schwungradwelle, ein mit der Schwungradwelle verbundenes Stirnrad. Durch die drei Kupplungen und die durch die unterschiedlich großen Zahnräder sind zum Antrieb, Abtrieb des
Schwungrades unterschiedliche Übersetzungen schaltbar, mit denen das
Schwungrad in Abhängigkeit der vorliegenden Situation angetrieben (aufgeladen) bzw. die gespeicherte Energie in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges eingespeist wird (entladen). Nachteilig ist jedoch der Bauteilaufwand. Auch lassen sich nur eine begrenzte Zahl an Gangstufen realisieren.
Die DE 31020217 A1 beschreibt einen Schwungradtrieb, der über ein stufenlos veränderbares Getriebe auf eine Antriebsachse des Kraftfahrzeuges wirkt.
Die DE 10 2009 041 073 A1 sieht eine hydrodynamische Kupplung zur Kopplung von Schwungradspeicher und Antriebswelle vor. ln der WO 2007/138353 A2 ist ein Schwungradtrieb unter Verwendung eines epizyklischen Getriebes bekannt. Vorgesehen sind ferner schaltbare Kupplungen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schwungradtrieb in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung sieht einen Schwungradtrieb für ein Kraftfahrzeug vor, bestehend aus einem drehbar gelagerten Schwungrad, einer mit dem Antrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelten, den An- und Abtrieb des Schwungrades bewirkenden Welle bzw. einem Zahnrad, wobei das Schwungrad mit der Welle bzw. dem Zahnrad über eine Anzahl von Getriebestufen koppelbar ist, wobei jede der Getriebestufen eine unterschiedliche Übersetzung realisiert, wobei die Getriebestufen über schaltbare Kupplungen sowie wenigstens eine Schaltvorrichtung betätigt werden.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, dass zur Schaltung von N Übersetzungen bzw. Getriebestufen zwei Kupplungen und eine Anzahl M von Schaltvorrich- tung verwendet werden. N ist hierbei mindestens 3 und M wenigstens 1 .
Bei drei Getriebestufen, Übersetzungen sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung die Verwendung eines Doppelkupplungsgetriebes vor. Eine Kupplung schaltet bspw. eine Getriebestufe, eine Übersetzung direkt auf den An- und Ab- trieb, die Welle bzw. das Zahnrad. Über die zweite Kupplung sowie eine Schaltvorrichtung werden zwei Getriebestufen, Übersetzungen geschaltet. Vorzugsweise findet eine Schaltvorrichtung Verwendung, bei der entweder die eine, die andere Übersetzung oder keine der beiden Übersetzungen aktivierbar ist, also eine Neutralstellung schaltbar ist. Eine bevorzugt verwendbare Schaltvorrichtung ist nach Art einer Klauenkupplung ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, die Schaltvorrichtung mit einer Synchronisation auszubilden. Die bei der Erfindung verwendbaren Kupplungen sind bevorzugt als Mehrschei- benkupplungen ausgebildet. Bei derartigen Kupplungen sind axial beweglich gelagerte Scheiben wahlweise drehfest an einem inneren und an einem äußeren Mitnehmer angelenkt. Die Scheiben werden bspw. mittels einer Betätigungseinrichtung aktiviert und bewirken so den entsprechenden Kraftschluss. Die Kupplungs- anordnung ist bevorzugt in einem Ölbad aufgenommen.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung verwenden ein Kupplungssystem mit einem äußeren Kupplungskorb sowie zwei getrennt, einzeln schaltbaren Scheibensystemen. Die Kupplung kann direkt an dem An- und Abtrieb angeordnet sein und das Zahnrad aufweisen, mittels dem die Kopplung zu dem Fahrzeugantrieb erfolgt. Das Zahnrad ist dann bevorzugt am äußeren Kupplungskorb angebracht bzw. direkt mit diesem verbunden.
Auch ist es möglich, die Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes mit dem
Schwungrad zu verbinden. Der äußere Kupplungskorb ist mit dem Schwungrad verbunden, trägt diesen.
Des Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 zeigt ein in einem nicht dargestellten Gehäuse drehbar gelagertes Schwungrad SR. Dieses Schwungrad SR ist mit einem Zahnrad ZR1 gekoppelt, welches mit einem zweiten Zahnrad ZR2 einer parallel zur Achse des Schwungrades SR verlaufenden Nebenwelle NW kämmt. Auf der Nebenwelle NW befinden sich drei weitere Zahnräder ZN1 , ZN2, ZN3 unterschiedlichen Durchmessers, die mit drei Zahnrädern Z1 , Z2, Z3 kämmen. Zahnrad Z1 ist drehfest auf einer Welle HW angebracht, welche im Gehäuse drehbar gelagert ist und koaxial zur Achse des Schwungrades SR verläuft. Die mit den Zahnrädern ZN2 und ZN3 kämmenden Zahnräder Z2 und Z3 sitzen auf je einer Hohlwelle HW2, HW3, welche koaxial zu der Welle HW verläuft. Drehfest verbunden mit einer weiteren Hohlwelle HWK ist ein Schaltelement SE, welches nach Art einer Schaltklaue wahlweise das Zahnrad Z2 oder Z3, also die entsprechende Hohlwelle HW2, HW3 mit der das Schaltelement SE tragenden HWK koppelt. Das Schaltelement SE ist zudem in eine neutrale Zwischenstellung verb- ringbar, in welcher weder die Hohlwelle HW2 noch die Hohlwelle HW3 mit der Hohlwelle HWK gekoppelt ist. Diese Neutralstellung ist in der Figur 1 wiedergegeben. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 verlaufen die Wellen HW sowie die Hohlwellen HWK sowie HW2, HW3 koaxial - Die Hohlwelle HWK sitz auf der Wel- le HW, die Hohlwellen HW2, HW3 sitzen auf der Hohlwelle HWK. Die beschriebenen Wellen HW, HW2, HW3, HWK sind über nicht dargestellte Lager gegeneinander und gegenüber dem Gehäuse gelagert.
Die Welle HW sowie die Welle HWK sind jeweils drehfest mit den Scheiben S1 , S23 einer Mehrscheibenkupplung verbunden. Diese Scheiben S1 , S23 wirken mit entsprechenden Gegenscheiben GS1 , GS23 eines gemeinsamen Kupplungskorbes KK zusammen. Der Kupplungskorb KK ist mit einem dem Antrieb, dem Abtrieb des Schwungradtriebes dienenden Zahnrades ZA gekoppelt. Die die erste Kupplung K1 bildenden Scheiben S1 , GS1 der ersten Kupplung K1 sowie die Scheiben S23, GS23 der zweiten Kupplung K23 sind über je einen nicht dargestellten Aktuator miteinander koppelbar, d.h. durch aufbringen einer Druckkraft werden diese kraftschlüssig miteinander verbunden. Die beschriebenen Kupplungen K1 , K23 bilden so einen Teil des beschriebenen Doppelkupplungsge- triebes.
Wird die Kupplung K1 aktiviert und Kupplung K23 ist offen, so ist das Schwungrad SR über die durch die Zahnräder Z1 , ZN1 definierte Übersetzung mit dem Zahnrad ZA gekoppelt. Die erzielbare Gesamtübersetzung zwischen Schwungrad SR und dem Zahnrad ZA ergibt sich als Hintereinanderschaltung der Übersetzungen der Zahnradpaarungen ZR1 , ZR2 sowie Z1 , ZN1 . Da die Kupplung K23 offen ist, hat die Position, Schaltstellung des Schaltelementes SE keinen Einfluss.
Bei offener Kupplung K1 und aktivierter Kupplung K23 ist durch das Schaltelement SE die Übersetzung wählbar, d.h. entweder erfolgt der Momentenfluss zwischen Schwungrad SR und Zahnrad ZA über die Zahnradpaarung Z2, ZN2 oder die Zahnradpaarung Z3, ZN3. Die erzielbare Gesamtübersetzung ergibt sich entsprechend unter zusätzlicher Berücksichtigung der festen Übersetzung zwischen Schwungrad SR und der Nebenwelle NW. Die Ausführung nach Figur 2 verwendet das gleiche Getriebeschema wie zu Figur 1 beschrieben, d.h. die vor der Kupplung K befindlichen Bauteile des Doppelkupplungsgetriebes sind gleich bzw. wirken in der gleichen Weise zusammen. Unterschiedlich zur Ausführung nach Figur 1 ist der Aufbau, die Funktionsweise der Kupplung K sowie die Anbindung des Zahnrades ZA.
Das Zahnrad ZA sitzt über ein weiteres Hohlwellenteil auf den Wellen HW und HWK. Die Welle HW, welche direkt mit dem Zahnrad Z1 verbunden ist, ist mit einem äußeren Kupplungskorb KKA verbunden. Die als Hohlwelle ausgeführte Wel- le HWK, welche drehfest mit dem Schaltelement SE gekoppelt ist, ist mit einem inneren Kupplungskorb KKI verbunden. Der äußere und der innere Kupplungskorb KKA, KKI sind nach Art eines Mehrscheibenkupplungssystems aufgebaut und wahlweise über schaltbare Scheiben S mit einem diese Scheiben S tragenden Träger T kuppelbar. Der Träger T ist drehfest mit dem Zahnrad ZA verbunden.
Ist die beschriebene Kupplung K derartig geschaltet, dass der äußere Kupplungskorb KKA über die Scheiben S mit dem Träger T gekuppelt ist, so erfolgt der Momentenfluss zwischen Zahnrad ZA und Schwungrad SR über die Zahnradpaarung Z1 , ZN1 . Wird der innere Kupplungskorb KKI über die Scheiben S mit dem diese tragenden Träger verbunden, so erfolgt der Momentenfluss zwischen Schwungrad SR und dem Zahnrad ZA - abhängig von der Stellung des Schaltelementes SE - über die Zahnradpaarungen Z2, ZN2 bzw. Z3, ZN3.
Bei der Ausführung nach Figur 3 ist die Kupplung K, der Kupplungskorb KK direkt mit dem Schwungrad SR verbunden. Dieser Kupplungskorb KK wirkt mit zwei Gruppen von Scheiben S, S23 zusammen. Die erste Gruppe Scheiben S23 ist drehfest mit der als Hohlwelle ausgeführten Welle HW verbunden. Die Welle HW trägt das Zahnrad Z1 , welches mit dem auf der Welle NW befindlichen Zahnrad ZN1 zusammenwirkt. Die weiteren Zahnräder ZN2, ZN3 der Welle NW wirken in der bereits beschriebenen Weise mit den Zahnrädern Z2, Z3 zusammen, welche über Hohlwellen HW2, HW3 drehbar auf der die Anordnung durchdringenden Welle laufen.
Das Schaltelement SE ist drehfest mit dieser Welle W verbunden und über das Schaltelement SE erfolgt die Kopplung des Zahnrades Z2 bzw. Z3 mit dieser Wel- le. Letztlich können diese Zahnräder Z2, Z3 auch frei geschaltet werden (Neutralstellung des Schaltelementes), insbesondere dann, wenn der Momentenfluss des Schwungrades SR direkt auf die Welle W erfolgt. Dazu ist eine zweite Gruppe Scheiben S in der Kupplung K vorgesehen. Diese Scheiben S sind drehfest mit der Welle W verbunden. Die beiden Gruppen Scheiben S, S23 sind über je ein zugeordnetes Betätigungsmittel gegenüber dem Kupplungskorp KK der Kupplung K kuppelbar. Der An- bzw. Abtrieb des Schwungrades SR, dessen Ankopplung an den Fahrzeugantrieb, erfolgt über die Welle W.
Die Ausführung des Doppelkupplungsgetriebes nach Figur 4 sieht zwei separate Kupplungen K1 , K2 vor, deren Kupplungskörbe mit je einem Zahnrad ZK1 und ZK2 gekoppelt sind und diese Zahnräder ZK1 , ZK2 mit einem mit dem Schwungrad SR verbunden Zahnrad Z1 kämmen. Die Scheiben der Kupplung K1 sind mit einem Zahnrad ZS1 , die Scheiben der Kupplung K2 mit der Welle NW verbunden. Diese Welle NW trägt die Zahnräder Z2 und Z3, welche über das Schaltelement SE wahlweise mit der Welle NW verbunden werden können. Die Zahnräder Z2, Z3 kämmen mit auf der Welle befindlichen Zahnrädern ZW2, ZW3, wobei das Zahnrad ZW2 zusätzlich mit dem Zahnrad ZS1 der Scheiben der Kupplung 1 kämmt. Der An- bzw. Abtrieb des Schwungrades SR, dessen Ankopplung an den Fahrzeugantrieb, erfolgt über die Welle W. Diese kann somit wahlweise über die Kupp- lung K1 sowie die Zahnradpaarung ZS1 , ZW2 oder über Kupplung K2 und die
Zahnradpaarung Z2, ZW2 bzw. Z3, ZW3 verfolgen. Die erzielbare Gesamtübersetzung ergibt sich dann unter Berücksichtigung der Übersetzung Z1 , ZK1 bzw. Z1 , ZK2. Eine Weiterbildung der beschriebenen Version zeigt die Figur 5. Auch dieses Doppelkupplungsgetriebe weist zwei Kupplungen K1 und K2 auf. Der nachgeordnete Getriebeaufbau entspricht dem zu Figur 4 beschriebenen Prinzip. Im Unterschied zu Figur 4 sind den mit den Kupplungskörben der Kupplungen K1 , K2 verbundenen Zahnrädern ZK1 , ZK2 zwei unterschiedlich groß auslegbare und mit der Schwungscheibe SR verbundene Zahnräder Z1 1 , Z12 zugeordnet. Dadurch ist der sich insgesamt erzielbare Übersetzungsbereich, insbesondere bei gegebenem Bauraum, weit absteckbar.
den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen gezeigten Kupplungen sind über die Betätigungseinrichtungen einzeln als auch gemeinsam betätigbar, insbesondere in dem Sinne, dass beim Wechsel einer Übersetzungsstufe auf eine folgende Übersetzungsstufe auch ein schleichender Übergang erzielt werden kann.
Bezugszeichen
SR Schwungrad
Z1.Z2.Z3 Zahnrad
ZR1 , ZR2, ZR3 Zahnrad
ZN1.ZN2, ZN3 Zahnrad
ZK1, ZK2 Zahnrad
ZA Zahnrad An- Abtrieb
W Welle, An- Abtrieb
HW Welle, Hauptwelle
NW Welle, Nebenwelle
SE Schaltvorrichtung, Schaltklaue
HW1 , HW2, HW3 Hohlwelle Gangstufe 1, 2,3 K, K1, K2, K3, K23 Kupplung, Mehrscheibenkupplung KK Kupplungskorb
S,S1,S2,S3,S23 Scheiben, Kupplungsscheiben SR1, SR2, SR3 Sonnenrad
PT Planetenträger
PR1, PR2, PR3 Planetenrad
HR Hohlrad

Claims

Ansprüche
1 . Schwungradtrieb für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem drehbar gelagerten Schwungrad (SR), einer mit dem Antrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelten, den An- und Abtrieb des Schwungrades bewirkenden Welle (W) bzw. einem Zahnrad (ZA), wobei das Schwungrad (SR) mit der Welle (W) bzw. dem Zahnrad (ZA) über eine Anzahl von Getriebestufen koppelbar ist, wobei jede der Getriebestufen eine unterschiedliche Übersetzung realisiert, wobei die Getriebestufen über schaltbare Kupplungen (K, K1 , K2, K3, K23) sowie wenigstens eine Schaltvorrichtung (SE) betätigt werden.
2. Schwungradtrieb nach Anspruch 1 ,
zur Schaltung von N Übersetzungen bzw. Getriebestufen sind zwei Kupplungen (K, K1 , K2, K3) und eine Anzahl M von Schaltvorrichtungen (SE) vorgesehen, wobei N mindestens 3 und M wenigstens 1 ist.
3. Schwungradtrieb nach Anspruch 1 oder 2,
bei drei und mehreren Getriebestufen ist ein Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen.
4. Schwungradtrieb nach Anspruch 3,
das Doppelkupplungsgetriebe schaltet eine Getriebestufe über eine Kupplung (K, K1 ), die beiden weiteren Getriebestufen, Übersetzungen werden über die zweite Kupplung (K2, K3, K23) sowie eine Schaltvorrichtung (SE) betätigt.
5. Schwungradtrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
die Schaltvorrichtung (SE) ist nach Art einer Klauenkupplung bzw. einer Synchro- nisierung ausgebildet und bietet bevorzugt eine Neutralstellung.
6. Schwungradtrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
die Getriebestufen sind realisiert in einem Getriebe, welches eine koaxial zur Achse des Schwungrades (SR) orientierte Hauptwelle (W, HW) sowie eine oder mehrere parallel dazu orientierte Nebenwellen (NW) aufweist.
7. Schwungradtrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
die Kupplungen (K1 , K2, K3, K23) sind als Mehrscheibenkupplungen ausgebildet.
8. Schwungradtrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
in einem gemeinsamen Kupplungskorb (KK) sind mehrere Kupplungen (K1 , K2, K3, K23) angeordnet.
9. Schwungradtrieb nach Anspruch 8,
der Kupplungskorb (KK) ist direkt mit dem Schwungrad (SR) verbunden.
10. Schwungradtrieb nach Anspruch 8,
der Kupplungskorb (KK) ist direkt mit dem Zahnrad (ZA) des An- und Abtriebes verbunden.
PCT/EP2013/067784 2012-09-18 2013-08-28 Schwungradtrieb WO2014044506A1 (de)

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