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DE2441583A1 - Energy giving transmission for car - with engine driven flywheel and motor generators on flywheel and driven axle - Google Patents

Energy giving transmission for car - with engine driven flywheel and motor generators on flywheel and driven axle

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Publication number
DE2441583A1
DE2441583A1 DE2441583A DE2441583A DE2441583A1 DE 2441583 A1 DE2441583 A1 DE 2441583A1 DE 2441583 A DE2441583 A DE 2441583A DE 2441583 A DE2441583 A DE 2441583A DE 2441583 A1 DE2441583 A1 DE 2441583A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flywheel
ring gear
electric machine
clutch
speed
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.)
Pending
Application number
DE2441583A
Other languages
German (de)
Inventor
Helmut Koerner
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
Priority claimed from DE2436546A external-priority patent/DE2436546A1/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE2441583A priority Critical patent/DE2441583A1/en
Publication of DE2441583A1 publication Critical patent/DE2441583A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

The energy saving transmission is fitted with a flywheel (4) which stores kinetic energy and which is coupled to the drive by a clutch when extra torque is required, i.e. for starting or overtaking. The low power engine (1) drives the transmission via an epicyclic gearing to which the flywheel is selectively coupled. The engine also drives a motor/generator (2) coupled to a control (16) with a similar motor/generator (3) on the rear axle. The rear axle generator (3) is used to store energy in the flywheel through regenerative braking, by driving the flywheel via the front motor/generator.

Description

Antriebsaggregat Gegenstand der erfindung ist ein Antriebsaggregat, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge aller Art, mit einem drehzahlsteuerbaren Primärmotor, zwei mit diesem durch ein Planetengetriebe zusammenarbeitenden, als Generator und als Motor wechselweise ein- und umstellbaren Elektromaschinen sowie mit einem Schwungrad als Saergiespeicher, das mit einer der beiden Elektromaschinen zusammenwirkt. Dabei wird diese Elektromaschine als Generator mit durch den Primärmotor mit einem damit verbundenen Planetenträger über die an einem Sonnenrad umlaufenden Planetenräder dieses Trägers und über ein weiteres Sonnenrad zu diesen Rädern angetrieben, das mittels einer schaltbaren Kupplung - vorzugsweise eine selbsttätig schaltende lMerhol- und Freilaufkupplung - wirkt. Außerdem ist dabei zwischen zwei der drei rotierenden Glieder des Planetengetriebes eine Schaltkupplung angeordnet, die im Einschaltzustand beide Glieder drehfest so miteinander verbindet, daß eine Leistungsübertragung aus dem Primärmotor auf direktem Wege in die ab treibende velle des Aggregates erfolgt, die in Antriebsverbindung mit der anderen Elektromaschine steht. Sin solches Antriebsaggregat ist bereits in der Patentanmeldung P 24 36 546.6 beschrieben, demgegeniiber dieses Antriebäaggregat durch eine weitere Ausgestaltung noch einen wesentlichen Vorteil bietet. Drive unit The subject of the invention is a drive unit, preferably for vehicles of all kinds, with a speed-controllable primary engine, two cooperating with this through a planetary gear, as a generator and as a motor alternately adjustable and convertible electric machines as well as with a flywheel as a sa-energy store that interacts with one of the two electric machines. Included this electric machine is used as a generator with by the primary engine with one with it connected planet carrier via the planet gears rotating on a sun gear this carrier and driven by another sun gear to these gears, the by means of a switchable clutch - preferably an automatically switching lMerhol- and overrunning clutch - works. It is also rotating between two of the three Members of the planetary gear arranged a clutch, which is in the switched-on state both links rotatably connected to each other so that a power transmission from the primary motor takes place directly in the output shaft of the unit, which is in drive connection with the other electric machine. Sin such a power unit is already described in the patent application P 24 36 546.6, in contrast to this Drive unit still has a significant advantage due to a further embodiment offers.

Dieser Vorteil besteht darin, daß das Schwungrad als Energiespeicher dieses Antriebsaggregates über die Gesamtbetriebszeit. des Aggregates mit einer viel höheren mittleren Drehzahl umläuft und so einen besonders großen Durchsatz und Vorrat von Speicherenergie ermöglicht. Bekanntlich vergrößert sich-der Betrag der Speicherenergie quadratisch mit der Drehzahl des 6chwungrades. Dabei wird das Schlaungrad in allen Fahrzuständen - auch beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit - auf eine wirtschaftliche hohe Drehzahl durch einen geringen Betrag von Überschußenergie aus dem Primärmotor beim Betrieb unter jPeillast gehalten, so-daß jederzeit für. den Bedarfsfall ein großer Betrag von Speicherenergie für den Fahrzeugantrieb zusätzlich zur Verfügung steht. Diese Gegebenheit ermöglicht es, bei unverändert guter Beschleunigungsfähigkeit für das Kraftfahrzeug mit einem noch schwächeren Antriebsmotor auszukommen, was zugunsten einer besonders ausgeprägten wirtschaftlichkeit und tJmweltfreundlichkeit dieses Antriebsaggregates zu einer weiteren Verringerung des Kraftstoffverbrauches und des Schadstoffausstoßes verhilft.This advantage is that the flywheel acts as an energy store this drive unit over the total operating time. of the unit with a Much higher mean speed revolves and so a particularly large throughput and storage of storage energy. As is well known, the amount increases the storage energy squared with the speed of the flywheel. It will Schlaungrad in all driving conditions - even when driving at high speed - to an economical high speed due to a small amount of excess energy from the primary engine during operation under j-bearing load, so that at all times for. If necessary, a large amount of storage energy for the vehicle drive in addition is available. This fact makes it possible with unchanged good acceleration ability get by for the motor vehicle with an even weaker drive motor, What in favor of a particularly pronounced economic efficiency and environmental friendliness this drive unit to a further reduction in fuel consumption and helps reduce pollutant emissions.

Nach der brtindun, wird dies dadurch erreicht, daß die beiden f ktromaschinen ein gemeinsames Steuerorgan aufweisen, das so eingestellt ist, daß im Einschaltzustand der Schaltkupplung im Planetengetriebe zur direkten Leistungsübertragung aus dem Primärmotor in die abtreibende Welle des Aggregates die dieser :*elle zugeordnete Elektromaschine als Generator mit geringer Leistung arbeitet, während die andere Elektromaschine mit dem Strom aus dieser «¢aschine als rotor zum ständigen Halten einer hohen Speicher-Drehzahl des zugehörigen Schwungrades arbeitet, ohne daß sonst die Einstellbarkeit beider Blektromaschinen gleicbzeitig auf Nulldurchsatz von Leistung sowie auf jeweils ein bestimmtes Maximum von Leistung in beiden Durchsatzrichtungen beeinträchtigt ist. Dabei ist das Steuerorgan mit dem Linschalten der Schaltkupplung zusamen mit dem steuerorgan des Primä.rmotors kurzzeitig gegebenenfalls auch auf verstärkte Leistung zum elektrischen hochfahren des Schwungrades auf eine bestimmte obere Drehzahl durch sinngemaBen Zusammenschluß der dafür vorgesehenen Schalt- und Steuermittel des Aggregates einstellbar.After the brtindun, this is achieved by the fact that the two electric machines have a common control element which is set so that in the switched-on state the clutch in the planetary gear for direct power transmission from the Primary motor in the output shaft of the unit which is assigned to this: * elle Electric machine works as a generator with low power, while the other Electric machine with the current from this «¢ machine as a rotor for constant holding a high memory speed of the associated flywheel works without otherwise the adjustability of both sheet metal machines at the same time to zero throughput of power as well as a certain maximum of performance in both directions of throughput is impaired. The control unit is here with the Linschalt of the clutch together with the control unit of the primary engine for a short time if necessary Increased power to electrically run the flywheel to a certain level upper speed by analogous merging of the switching and Control means of the unit adjustable.

Die Zeichnung gibt ein Antriebsaggregat nach der Erfindung für ein Kraftfahrzeug schematisch wieder und liegt der folgenden näheren Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels zugrunde, die auch noch auf weitere dem Auf"abenzweck dienende Ausgestaltungen eineht.The drawing gives a drive unit according to the invention for a Motor vehicle schematically again and is the following more detailed description of this Embodiment is based, which also serve on further the purpose Configurations.

Der drehzahlsteuerbare Prim-irmotor 1 arbeitet mit zwei als Generator und als Motor wechselweise ein- und umstellbaren Blektromaschinen 2, 3 durch ein Planetengetriebe zusammen. Die zwischen diesem Getriebe und dem Primärmotor 1 angeordnete Elektromaschine 2 wirkt dabei mit einem Schwungrad 4 als dem Energie speicher dieses Aggregates zusammen und wird als Generator mit durch den Primärmotor 1 über das Planetengetriebe angetrieben. Die andere Elektromaschine 3 steht in direkter Antriebsverbindung mit der abtreibenden Welle 5 des Aggregates, aus der sich die gesamte Antriebsleistung durch ein Differentialgetriebe 6 auf die beiden Triebräder 7 des Kraftfahrzeuges verteilt.The speed-controllable primary motor 1 works with two as a generator and as a motor alternately adjustable and changeable sheet metal machines 2, 3 by a Planetary gear together. The arranged between this transmission and the primary engine 1 Electric machine 2 acts with a flywheel 4 as the energy store this Aggregates together and is used as a generator by the primary engine 1 via the Planetary gear driven. The other electric machine 3 is in a direct drive connection with the driving shaft 5 of the unit, which makes up the entire drive power through a differential gear 6 to the two drive wheels 7 of the motor vehicle distributed.

Der Antrieb des Schwungrades 4 und der damit verbundenen Elektromaschine 2 zunächst mit durch den Primärmotor 1 erfolgt mit einem mit diesen rotor verbundenen Planetenträger 8 über die an einem Hohlrad 9 umlaufenden Planetenräder 10 dieses Trägers und über ein Zentralrad 11 zu diesen Rädern. Dieses Zentralrad 11 überträgt dabei sein Drehnoment auf die zugehörige Elektromaschine 2 durch eine selbsttätig schaltende Xiberhol- und Freilaufkupplung 12, die detn Zentralrad 11 eingebaut ist. Zwischen dem Planetentr:-iger 8 und der abtreibenden Welle 5 des Antriebsaggregates ist eine Schaltkupplung 13 angeordnet, die im Einschaltzustand beide Teile drehfest so miteinander verbindet, daß eine Leistun:sübertragun aus dem Primärmotor 1 auf direktem Wege in die ab treibende Welle 5 erfolgt. In diesem Betriebszustand, der in dem größten Teil des GO samtescwindigkeitsbereiches des Fahrzeuges sowie ihren der weitaus längsten Dauer seiner Gesamtbetriebszeit bestehen kann, hat das Antriebsaggre;at seinen Bestwert von Übertragungswinkungsgrad mit nahezu 100 , weil bei der Leitstngsübertragung hierbei weder elektrische noch mechanische Verluste - wie durch ein Zahnradwälzen - in Erscheinung treten. Schalt- und Zustellmittel beliebiger rt können diese Schaltkupplung 13 in Abhängigkeit von der Größe des Fahrwiderstandes automatisch betätigen, wobei auch die Schaltkupplung 13 jede geeignete Bauform haben kann.The drive of the flywheel 4 and the associated electric machine 2 initially with through the primary motor 1 takes place with a rotor connected to this Planet carrier 8 via the planet gears 10 rotating on a ring gear 9 of this Carrier and a central wheel 11 to these wheels. This central wheel 11 transmits while its torque on the associated electric machine 2 by an automatic switching Xiberhol- and overrunning clutch 12, which detn central wheel 11 is installed. Between the planet carrier: -iger 8 and the output shaft 5 of the drive unit a clutch 13 is arranged, the two parts rotatably in the switched-on state connects with each other so that a power transfer from the primary engine 1 on takes place directly in the driving shaft 5 from. In this operating state, the in most of the GO total speed range of the vehicle as well as their can last by far the longest period of its total operating time, the drive unit has; at his best value of the degree of transmission angle with almost 100, because with the Leitstngs transmission in this case neither electrical nor mechanical losses - as with a gear rolling - appear. Switching and delivery means of any red can use this clutch 13 automatically actuate depending on the magnitude of the driving resistance, whereby the clutch 13 can also have any suitable design.

ebenfalls durch Schalt- und Zustellmittel beliebiger Art ist das Hohlrad 9 des Planetengetriebes auf drei Wirkungsstellungen einzustellen, mit einer Endstellung, in der es reibschlüssig an einem gehausefesten Teil 14 gegen Verdrehung gesichert ist, mit einer Mittelstellung ohne Verbindung mit einem anderen Teil als mit den Planetenridern 10 unter widerstandslosem Umlauf mit diesen Rädern und mit einer anderen Endstellung, in der es reibschlüssig in Xntriebsverbindung mit der abtribenden Welle 5 des Antriebsaggregates kommt und damit zugleich die Schaltkupplung 13 zwischen dem Planetenträger 8 und der abtreibenden Welle 5 ausschaltet. Auch für diese Verbindung können Kupplungselemente 15 verschiedener Bauformen an der abtreibenden Welle 5 und am Hohlrad 9 zum Einsatz kommen, an der abtreibenden Welle 5 etwa in Gestalt einer axial unter wirkung von Anpreßfedern stehenden Scheibe mit kegeliger Reibfläche. Diese Scheibe steht durch die Federn zunächst in iNitnahmeverbindung mit dem Planetenträger 8 und wird dann mit Zustellung des Hohlrades 9 von diesem Trager durch das Hohlrad zur LeistunzrsauSnahme allein aus diesem ad abgehoben.the ring gear is also by switching and advancing means of any kind 9 of the planetary gear set to three effective positions, with one end position, in which it is frictionally secured against rotation on a part 14 fixed to the housing is, with a middle position without connection to any part other than the Planet riders 10 under resistance-free rotation with these wheels and with a other end position, in which it is frictionally engaged in drive connection with the abtribenden Shaft 5 of the drive unit comes and thus at the same time the clutch 13 between the planet carrier 8 and the output shaft 5 turns off. Also for this connection Coupling elements 15 of various designs can be attached to the output shaft 5 and are used on the ring gear 9, on the output shaft 5 approximately in shape a disc with a conical friction surface which is axially under the action of compression springs. This disk is initially in a driving connection through the springs with the planet carrier 8 and is then with delivery of the ring gear 9 from this carrier lifted from this ad by the ring gear for power consumption alone.

iFir die beiden Elektromaschinen 2, 3 ist ein Steuerorgan 16 vorgesehen, das auger einer Einstellung eines Sulldurchßatzes von Leistung gleichzeitig für beide Maschinen unter widerstandslosem mitlauf dieser Maschinen mit den angeschlossenen Getriebeteilen einen der Größe nach stufenlos einstellbaren Leistungsdurchsatz bis zu einem bestimmten Maximum in beiden Durchsatzrichtungen ermöglicht. Das bedeutet für den Antriebszustand des Aggregates unter Inanspruchnahme der beiden Elektromaschinen 2, 3, wie es zunächst immer der Fall ist beim Fahren im unteren Geschwindigkeitsbereich und beim Befahren starker ansteigender Strecken, daß die Elektromaschine 2 mit dem Schwungrad 4 als Generator arbeitet, während die der abtreibenden Welle 5 zugeordnete Elektromaschine 3 als Hilfsmotor mit dem Strom aus der anderen Elektromaschine 2 arbeitet. In seiner Eigenschaft als Energiespeicher braucht das Schwungrad 4 zur Abgabe von Speicherenergie in diesen Pahrzustanden nicht zur wirkung zu kommen. Die Höhe der Drehzahl der als Generator wirkenden Elektromaschine 2 und damit die Stärke des durch diese Maschine erzeugten Stromes paßt sich in Abhangigkeit von der kinstellung des Primarmotors 1 den wechselnden Fahrwiderständen in den beiden genannten Fahrzuständen selbsttatig an. Ein wesentlicher Teil der Leistung aus dem Primärmotor 1 fließt über die Planetenräder 10 und das in diesen Fahrzuständen mit der abtreibenden Welle 5 stets drehfest verbundene Hohlrad 9 direkt in diese Welle, so daß dieses Antriebsaggregat auch unter Inanspruchnahme der beiden Elektromaschinen 2, 3 einen ausreichend guten Ubertragungswirkungßgrad hat.iFor the two electrical machines 2, 3, a control element 16 is provided, the eye of a setting of a zero flow rate of power at the same time for both machines with these machines running along with the connected machines without resistance Gear parts have an infinitely variable power throughput up to to a certain maximum in both directions of throughput. That means for the drive state of the unit using the two electric machines 2, 3, as is always the case when driving in the lower speed range and when driving on steep uphill stretches that the electric machine 2 with the Flywheel 4 works as a generator, while the one associated with the output shaft 5 Electric machine 3 as an auxiliary motor with the current from the other electric machine 2 is working. In its capacity as an energy store, the flywheel 4 needs to Release of storage energy in these phase states does not have an effect. The level of the rotational speed of the electric machine 2 acting as a generator and thus the Strength of the current generated by this machine adapts itself depending on the kinstellung of the primary engine 1 the changing driving resistances in the two mentioned driving states automatically. A significant part of the performance from the Primary motor 1 flows via the planet gears 10 and that in these driving states the driven shaft 5 is always non-rotatably connected ring gear 9 directly into this shaft, so that this drive unit also makes use of the two electric machines 2, 3 has a sufficiently good transfer efficiency.

Die stufenlose Einstellbarkeit der beiden Elektromaschinen 2, 3 an ihrem gemeinsamen Steuerorgan 16 ermöglicht in Verbindung mit einer Reihenschlußcharakteristik ein Befahren ansteigender und dazu langer Fahrstrecken ebenso wie ein Fahren im Schleichgang und ein kräftiges Beschleunigen aus dem Stand heraus. Sofern das Schwungrad 4 mit der Elektromaschine 2 durch einen vorangegangenen Energiespeichervorgang schon eine genügend hohe Drehzahl hat, kann bei dieser Hohlrad-Einstellung sogar ein besonders rasantes Beschleunigen des Fahrzeuges durch Freisetzung der gespeicherten kinetischen Energie über die beiden ilektromaschinen 2, 3 erreicht werden. Das Hohlrad 9 ist in seine drehfeste Verbindung mit der abtreibenden Welle 5 unter Abtrennung des Planetenträgers 8 von dieser Welle mit einem gesondert zu betätigenden Schaltmittel zu schalten, das für diese für das Anfahren und das Steigungsfahren stets geltende zinstellung des Hohlrades 9 vorzugsweise mit durch den Anlaßschalter für den Primärmotor 1 betatiDt wird.The infinitely variable adjustability of the two electric machines 2, 3 their common control member 16 allows in conjunction with a series connection characteristic driving on ascending and long driving distances as well as driving in Slow speed and a strong acceleration from a standing start. Unless the flywheel 4 with the electric machine 2 through a previous energy storage process has a sufficiently high speed, can with this ring gear setting even a particularly rapid acceleration of the vehicle by releasing the stored kinetic energy via the two electric machines 2, 3 achieved will. The ring gear 9 is in its rotationally fixed connection with the output shaft 5 with separation of the planet carrier 8 from this shaft with a separate to to switch actuating switching means for this for starting and driving uphill always valid zinstellung the ring gear 9, preferably with by the starter switch for the primary motor 1 is actuated.

Hat das Kraftfahrzeu die rewiinschte Endgeschwindigkeit erreicht, so ist zur Aufrechterhaltung dieser Geschwindigkeit erfahrungsgemäß zumeist nur noch ein kleiner eil der installierten Antriebsleistung erforderlich; sogar beim Fahren mit hoher Gescbwindikeit wird diese Leistung oft nicht voll in Anspruch genommen. är diese Eahrzustande ist ein Schaltmittel vorgesehen, das in Abhångi,keit von der Große des Fahrwiderstandes ein Feststellen des Hohlrades 9 an dem gehäusefesten eil 14 selbsttätig dann bewirkt, wenn der Fahwiderstand auf einen bestimmten unteren ert abgesunken ist, wobei dieses Schaltmittel vorzugsweise abhängig von den zinstellungen des Steuerorgans 17 für den Primärmotor 1 und durch einen Tachogenerator o.dgl. abhangig von der Drehzahl der abtreibenden elle 5 wirkt. Dieser Tachogenerator stellt sicher, daß das Umschalten des Hohlrades 9 und damit eine alleinige und direkte Leistungsübertragung vom Primärmotor 1 in die abtreibende Welle 5 nicht schon beim Fahren mit einer geringen Geschwindigkeit erfolgt.Has the vehicle reached the desired top speed, experience has shown that in order to maintain this speed, in most cases only a small part of the installed drive power is still required; even at This service is often not fully utilized when driving at high speed. A switching means is provided that depends on the Large of the driving resistance a fixing of the ring gear 9 on the fixed to the housing eil 14 is automatically effected when the driving resistance drops to a certain lower level ert has dropped, this switching means preferably depending on the interest settings of the control member 17 for the primary motor 1 and by a tachometer generator or the like. depending on the speed of the abortive elle 5 acts. This tachometer generator provides sure that the switching of the ring gear 9 and thus a sole and direct Power transmission from the primary motor 1 in the output shaft 5 not already at Driving is done at a low speed.

Die Steuerorgane 16, 17 für die beiden Elektromaschinen 2, 3 und den Primärmotor 1 bilden eine Kombination, die bei ihrer Betätigung durch ein einziges Betätigungsmittel aus dem Ruhezustand heraus für den Antrieb zunächst die Leistung und Drehzahl des Primarmotors 1 voll aussteuert, bevor sie die beiden tIektromaschinen 2, 3 aus dem Zustand des Leistung-Nulldurchsatzes heraus verstellt.The controls 16, 17 for the two electric machines 2, 3 and the Primary motor 1 form a combination that when actuated by a single Actuating means from the idle state for the drive initially the power and speed of the primary motor 1 fully modulates before the two electric machines 2, 3 adjusted from the state of the power zero throughput.

Durch ein zusätzliches Betätigungsmittel können die beiden Elektromaschinen 2, 3 für ein Fahren mit sehr geringer Geschwindigkeit bei herabgesetzter Drehzahl des Primärmotors 1 aber auch allein über ihr Steuerorgan 16 beeinflußt werden, wobei in diesem Fahrzustand aber - wie schon dargelegt - das Hohlrad 9 der abtreienden Welle 5 angekuppelt ist.The two electric machines can 2, 3 for driving at very low speed with reduced speed of the primary motor 1 can also be influenced solely via its control element 16, with in this driving state, however - as already explained - the ring gear 9 of the aborting Shaft 5 is coupled.

Nach dem selbsttätig erfolgten Feststellen des Hohlrades 9 an dem genäusefesten Teil 14 im Teillastzustand des Aggregates fließt die Leistung aus den Primärmotor 1 durch den in diesem Zustand der abtreibenden elle 5 automatisch angekuppelten Planetenträger 8 auf direktem Wege in diese Welle. Auch in diesem im überwiegenden Teil des gesamten Geschwindigkeitsbereiches und über verhältnismäßig große Zeiträume auftreitenden Betriebzustand des t^regates mit dem dabei bestehenden besonders guten ibertragungswirkungsgrad können durch die Einstellbarkeit des Primärmotors 1 beschränkte Fahrzeugbeschleunigungen mit diesen Motor allein noch ebenso vorgenommen werden wie dabei auch noch mäßig ansteigende Fahrstrecken durch den Primermotor 1 in direkter Leistungsübertagung allein bewältigt werden. Das Steuerorgan Ib der beiden Elektromaschinen ;2, 3 ist so eing,esellt, daß in diesem Zustand die der abtreibenden welle 5 zugeordnete Elektromaschine 3 mit einem kleinen Betrag von Überschußleistung des Primärmotors 1 als Generator mit geringer Leistung arbeitet, während die andere Elektromar,chine 2 mi t dem strom aus dieser Maschine 3 als Mo tor zum ständigen Halten einer hohen Speicher-Drehzahl des zugehörigen Schwungrades 4 arbeitet und so die unvermeidbaren geringen Reibungsverluste in den Lagern und durch Luftreibung ausgleicht. Die Freilaufkupplung 12 in dem Zentralrad 11 macht die Drehzahl des Schwungrades 4 mit der Elektromaschine 2 unabhängig von der Jewelligen Drehzahl des Zentralrades 11 und des Primärmotors 1.After automatically locking the ring gear 9 on the Accurate part 14 in the partial load state of the unit, the power flows out the primary motor 1 by the in this state of the abortive elle 5 automatically coupled planetary carrier 8 directly into this shaft. Also in this in the majority of the entire speed range and over proportionally operating condition of the t ^ regate occurring over large periods of time with the existing one Particularly good transmission efficiency can be achieved through the adjustability of the primary motor 1 limited vehicle accelerations were also carried out with this engine alone As in this case, the driving distances are also moderately inclined by the primer motor 1 can be mastered in direct performance transfer alone. The control unit Ib the two electric machines; 2, 3 is so eing, esellt that in this state the output shaft 5 associated electric machine 3 with a small amount of Excess power of the primary motor 1 works as a generator with low power, while the other electromar, chine 2 with the current from this machine 3 as Mo tor to maintain a high storage speed of the associated flywheel at all times 4 works and so the inevitable low friction losses in the bearings and compensated by air friction. The overrunning clutch 12 in the central wheel 11 makes the speed of the flywheel 4 with the electric machine 2 regardless of the current Speed of the central wheel 11 and the primary motor 1.

Durch eine sehr gute Kapseln, und Lagerung des Schwungrades 4 sind die Reibungsverluste so niedrig gehalten, daß selbst ein wiederholtes gelegentliches Abfallen der Drehzahl des Primärmotors 1 kaum neue Beschleunigungen des Schwungrades 4 mit der Elektromaschine 2 nach sich zieht.Due to a very good capsule and storage of the flywheel 4 are the frictional losses are kept so low that even a repeated occasional Drop in the speed of the primary engine 1 hardly any new accelerations of the flywheel 4 with the electric machine 2 entails.

Die wesentliche Bedeutung der Feststellung des Hohlrades 9 beim Fahren im Teilastzustand des Aggregates besteht darin, daß bei unveränderter Drehzahl des Primärmotors 1 mit dem reibschlüssigen Feststellen des hohlrades 9 die Drehzahl des Lentralrades Ii und damit die des Schwungrades 4 mit der angeschlossenen Blektromaschine 2 durch den Antrieb über die an dem stillstehenden Hohlrad 9 umlaufenden Planetenräder 10 relativ schnell und stark zunimmt.The essential importance of determining the ring gear 9 when driving in the partial load condition of the unit is that with unchanged speed of the Primary motor 1 with the frictional locking of the ring gear 9 the speed of the central wheel Ii and thus that of the flywheel 4 with the connected sheet metal machine 2 by the drive via the planet gears rotating on the stationary ring gear 9 10 increases relatively quickly and strongly.

Dies ist eine ergänzende Maßnahme dazu, durch die besondere ß stellung des Steuerorgans 16 der Elektromaschinen 2, 3 das Schwungrad 4 zu einer großen Kapazität von Energie ständig auf eine hohe Drehzahl durch geringe Überschußleistung zu halten. Ein möglichst schnelles Hochfahren des Scheangrades 4 nach voran,egangenem Verbruch von Speicherenergie auf diese Drehzahl ist erforderlich, damit ein plötzlicher neuer bedarf an Speicherenergie sofort wieder gedekt werden kann. Grundsitzlich ist; ein solches schnelles Hochfahren aber auch mit Hilfe entsprechend stark einestellter Elektromaschinen 2, 3 möglich, wenn der Primärmotor 1 dabei zum ausgleich einer sonst unter Umständen auftretenden unerwünscht st;rken Bremswirkung am Fahrzeug mit auf Abgabe seines maximalen Drehmomentes eingestellt wird. Bei dieser Lösung ist eine Umschaltbarkeit des Hohlrades 9 insbesondere zu einer Feststellung nicht erforderlich; das Hohlrad 9 kann hierbei baulich ständig fest mit der abtreibenden Welle 5 des Aggregates verbunden sein. Ein Schaltmittel bewirkt auch bei dieser Lösung in Abhingigkeit von der Größe des Fahrwiderstandes ein Einschalten der Schaltkupplung 13 im Planetengetriebe selbsttätig dann, wenn der Fahrwiderstand auf einen bestimmten unteren Wert abgesunken ist, wobei auch hierbei das schaltmittel vorzugsweise abhängig von den Einstellungen des Steuerorgans 17 für den Primärmotor 1 und durch einen Tachogenerator o.dl. abhängig von der Drehzahl der abtreibenden Welle 5 wirkt.This is a complementary measure, thanks to the special ß position of the control member 16 of the electrical machines 2, 3, the flywheel 4 to a large capacity of energy to keep it constantly at a high speed through low excess power. Raising the degree of shear 4 as quickly as possible after the previous breach of stored energy at this speed is required to allow a sudden new one need for storage energy can be covered again immediately. Basic seat is; a such rapid start-up but also with the help of appropriately strong settings Electric machines 2, 3 possible if the primary motor 1 is used to compensate for a otherwise undesirably strong braking effect on the vehicle that may occur is set to deliver its maximum torque. With this solution is not a switchability of the ring gear 9, in particular for a determination necessary; the ring gear 9 can be structurally permanently fixed to the abortive Shaft 5 of the unit be connected. A switching means also effects this Solution, depending on the size of the driving resistance, switching on the clutch 13 in the planetary gear automatically when the driving resistance to a certain The lower value has decreased, the switching means preferably also being dependent in this case of the settings of the control member 17 for the primary engine 1 and by one Tachometer generator or similar acts depending on the speed of the output shaft 5.

Dieses Schaltmittel kann außerdem durch einen weiteren Tachogenerator o.dgl. abhängig von der Drehzahl des Schwungrades 4 mit der zugehörigen Elektromaschine 2 die Steuerorgane 16, 17 des Primärmotors 1 und der Elektromaschinen 2 so beeinflussen, daß diese Aggregatteile noch auf verstärkten I£eistungsdurchsatz tait der dem Antrieb des Schwungrades 4 entsprechenden Durchsatzrichtung der Elektromaschinen solange eingestellt bleiben, bis das Schwungrad 4 seine bestimmte obere Speicher-Drehzahl erreicht hat.This switching means can also be connected to a further tachometer generator or the like. depending on the speed of the flywheel 4 with the associated electric machine 2 influence the control elements 16, 17 of the primary engine 1 and the electric machines 2 in such a way that that these parts of the unit still require increased power throughput of the drive of the flywheel 4 corresponding throughput direction of the electric machines as long remain set until the flywheel 4 reaches its specific upper memory speed has reached.

Eine besondere Ausgestaltung der Konstruktion mit umschaltbarem Hohlrad 9 kann darin bestehen, daß für die Feststellung des Hohlrades 9 an dem gehäusedfesten :£eil 14 außer einer durch Reibschluß wirkenden Vorrichtung mit Reibelementen beliebiger Bauform eine verschleißlos wirkende Bremse vorgesehen ist, wie etwa eine hydrodynamische Flüssigkeitsbremse oder eine Wirbelstrombremse. Diese Bremse ist so geschaltet, daß sie bei entsprechender Schaltung des Hohlrades 9 zuerst die Hohlrad-Drehzahl vermindert, bevor das HohS rad 9 durch die reibschlüssig wirkende Vorrichtung an dem gehäusefesten Teil 14 festgestellt wird, wobei diese Bremse eine freie itotation des danach umgeschalteten Hohlrades nicht behindert. Eine solche konstruktive Ausgestaltung empfiehlt sich besonders für groß bemessene Aggregate für den Antrieb von schweren und schnellen Kraftfahrzeugen, in denen das Hohlrad ein größeres Schwungmoment hat. in Hochfahren des Schwungrades 4 der gezeichneten Aggregatbauform auf eine hohe Speicher-Drehzahl ist auch schon möglich, wenn sich das Fahrzeug unter Festbremsung noch im Stand befindet, wobei es nicht hinderlich ist, daß das Hohlrad 9 in diesem Zustand der abtreibenden Welle 5 drehfest angekuppelt ist.A special design of the construction with a switchable ring gear 9 can consist in that for the determination of the ring gear 9 on the housing fixed : £ eil 14 apart from a device acting by frictional engagement with friction elements of any desired type Design a wear-free brake is provided, such as a hydrodynamic Fluid brake or an eddy current brake. This brake is switched so that with the appropriate circuit of the Ring gear 9 first the Ring gear speed reduced before the HohS wheel 9 by the frictionally acting Device is determined on the part 14 fixed to the housing, this brake being a free itotation of the ring gear then switched over is not hindered. Such structural design is particularly recommended for large units for driving heavy and fast motor vehicles in which the ring gear has a greater moment of inertia. in raising the flywheel 4 of the drawn Unit design to a high accumulator speed is also already possible if the vehicle is still stationary with the brakes being applied, but it is not a hindrance is that the ring gear 9 is coupled in a rotationally fixed manner to the output shaft 5 in this state is.

Tritt beim Fahren unter Teillast an dem Antriebsaggregat ein erhöhter Leistungsbedarf auf, wie etwa zum beschleunigten Oberholen eines anderen Fahrzeuges, so kommen die Elektromaschinen 2, 3 durch entsprechende Betätigung ihres Steuerorgans 16 mit zum Einsatz, wobei Jetzt die angesammelte Speicherenergie des Schwungrades 4 aktiviert wird. Das Steuerorgan 16 ist dafür so mit dem Schaltmittel für das Hohlrad 9 verbunden, daß es bei Jedem Einstellen dieser Maschinen 2, 3 auf einen bestimmten größeren Leistungsdurchsatz für den verstärkten Antrieb des Fahrzeuges ein Umschalten des Hohlrades 9 aus seiner Verbindung mit dem gehäusefesten Teil 14 in seine lastfrei FAittelstellung selbsttätig mit bewirkt. In diesem Zustand kann das mit hoher Drehzahl rotierende Schwungrad 4 seinen großen Betrag von Speicherenergie über die Elektromaschinen 2, 3 ganz abgeben, ohne daß seine sich dabei verlangsamende Rotation auf die übrigen leistungübertragenden Aggregat teile durch das Zentralrad 11 übertragen wird, der freien Beweglichkeit des Hohlrades zufolge. Trotz allmählicher Abnahme der Drehzahl des Schwungrades 4 mit der Je nach Einstellung mehr oder weniger stark als Generator wirkenden Elektromaschine 2 kann sich somit die Geschwindigkeit des Fahrzeuges erheblich steigern. Bei Einstellung der beiden Blektromaschinen 2, 3 wie im "kick down" auf maximalen Leistungsdurchsat bewirkt dieser zusätzlich zu der durchfließenden Antrieb leistung des Primärmotors 1 gegebene Ieistungsdurchsatz sogar eine besonders kräftige Fahrzeugbeschleunigung ohne Unterbrechungen im Leistungsfluß durch Schaltvorgänge. Ist der erhöhte Leistungsbedarf beendet, so erfolgt in der anegebenen Weise selbsttätig sofort wieder ein Feststellen des Hohlrades 9 zur schnellen Aufladung des Schwungrades 4 mit neuer Speicherenergie aus dem nicht voll beanspruchten Primärmotor 1, sofern die neue Geschwindigkeit des Fahrzeuges sich nicht noch in dem unteren Bereich bewegt, in dem das Hohlrad 9 der abtreibenden Welle 5 angekuppelt ist.If there is an increased driving force when driving under partial load Power requirement, such as for accelerated overtaking of another vehicle, so come the electric machines 2, 3 by appropriate actuation of their control member 16 is also used, with the accumulated storage energy of the flywheel now 4 is activated. The control element 16 is for this purpose with the switching means for the ring gear 9 connected that each time these machines 2, 3 are set to a certain one greater power throughput for the increased drive of the vehicle a switchover of the ring gear 9 from its connection with the housing-fixed part 14 in its load-free F-center position is also automatically effected. In this state it can be done at high speed rotating flywheel 4 gets its large amount of storage energy through the electric machines 2, 3 give up completely without its slowing down rotation affecting the rest power-transmitting unit parts through the central wheel 11 is transmitted to the Free mobility of the ring gear according to. Despite a gradual decrease in speed of the flywheel 4 with the Depending on the setting more or less powerful as a generator Acting electric machine 2 can thus significantly reduce the speed of the vehicle increase. When setting the two sheet metal machines 2, 3 as in "kick down" This causes maximum power throughput in addition to the drive flowing through it power of the primary motor 1 given power throughput even a particularly powerful Vehicle acceleration without interruptions in the power flow due to gear changes. Is the increased power requirement finished, it takes place in the specified Way automatically again a locking of the ring gear 9 for fast charging of the flywheel 4 with new storage energy from the not fully stressed primary engine 1, provided that the new speed of the vehicle is not yet in the lower one Moved area in which the ring gear 9 of the output shaft 5 is coupled.

eine besondere Ausgestaltung weist noch die Verbindung zwischen dem ochwunDrad 4 und der zugehörigen Blektronaschine 2 auf. Im Prinzip besteht diese Ausgestaltung darin, daß dem Schwungrad 4 und dieser Elektromaschine 2 eine Schaltkupplung oder eine andere in Abhangigkeit von der Drehrichtung, der Drehzahl oder/und dem Drehmoment selbsttitig einen bestimmten Schlupf der Elektromaschine 2 dem Schwungrad 4 gegenüber zulassende Kupplun) so zwischengeschaltet ist, daß sie einen Antrieb der Elektromaschine 2 über das Zentralrad 11 ermöglicht, onne daG ein wesentlisher eil der Leistung aus dem Zentralrad 11 in das Schwungrad 4 fließt. Bei detn vorliegenden Beispiel ist dafür eine Fliehkraftkupplung 18 vorgesehen, an deren Stelle aber auch etwa eine dreh-eomentberenzende Rutschkupplung in -verbindung mit einer selbsttätig schaltenden dberhol- und Preilaufkupplung eingesetzt sein kann. Durch diese Konstruktion wird ein notwendiges plötzliches Anfahren des Fahrzeu,es aus dem Stand heraus unter vollem einsatz der Elektromascninen 2, 3 zu einem starken deschleunien nicht durch die Massenträgheit eines noch zu beschleunigenden Schwungrades 4 beeinträchtigt. Durch Fliehgewichte 19 mit Reibflachen, die stch im eingriff mit; der Wabe des Schwungrades 4 befinden, wirkt diese Fliehkraftkupplung 18 dabei so, daß eine voll belastbare Mitnahme-Verbindung zwischen dem Schwungrad 4 und der Llektromaschine 2 erst dann selbsttitig gegeben ist, wenn das Schwungrad 4 durch seinen wachsenden Reibschluß mit der zelle der Blektromaschine 2 eine bestimmte Drehzahl erreicht hat.a special embodiment still has the connection between the ochwunDrad 4 and the associated sheet metal machine 2. In principle this exists Design is that the flywheel 4 and this electric machine 2 have a clutch or another depending on the direction of rotation, the speed and / or the Torque automatically a certain slip of the electric machine 2 the flywheel 4 opposite coupling) is interposed in such a way that it has a drive the electric machine 2 via the central wheel 11, onne daG an essential Part of the power from the central wheel 11 flows into the flywheel 4. With detn present For example, a centrifugal clutch 18 is provided for this, but also in its place for example a torque limiting slip clutch in connection with an automatic one switching overrunning and pre-running clutch can be used. Through this construction becomes a necessary sudden start of the vehicle, taking it from a standing start full use of the electric machines 2, 3 to a strong de-accelerate not through the inertia of a flywheel 4 still to be accelerated impaired. By centrifugal weights 19 with friction surfaces, which stich in engagement with; the flywheel's honeycomb 4 are located, this centrifugal clutch 18 acts so that a fully resilient Driving connection between the flywheel 4 and the electric machine 2 only then is given automatically when the flywheel 4 due to its increasing frictional engagement with the cell of the sheet metal machine 2 has reached a certain speed.

Zwischen dem Planetengetriebe und der seiner abtreibenden felle 5 zugeordneten Elektromaschine 3 ist noch eine selbsttätig schaltende Oberhol- und Freilaufkupplung 20 angeordnet. Zum Unterschied gegenüber der Freilaufkupplung 12 in dem Zentralrad 11 des Planetengetriebes hat diese Freilaufkupplung 20 die wesentliche Bedeutung, einen kraftstoffsparenden Freilauf des Fahrzeuges über längere Fahrstrecken bei einem mit abfallender Drehzahl laufenden oder auf Leerlauf eingestellten Primärmotor 1 im Zustand der direkten drehfesten Verbindung zwischen dem Planetenträger 8 und der abtreibenden zelle 5 zu ermölichen. bin schieben des Primärmotors 1 durch das Fahrzeug tritt hierbei somit nicht n-iif. aus diesem freien wollen heraus kann das Fahrzeug mit hilfe der der abtreibenden elle 5 zugeordneten Elektromaschine 3 jederzeit und sofort abgebremst oder wieder beschleunigt werden. Der ireilaufbetrieb mit diesem Antriebsaggregat bringt ebenfalls erhebliche Vorteile hinsichtlich der Geringhaltung des Kraftstoffverbrauches und des Schadstoffausstoßes mit sich. Messungen haben ergeben, daß ein solcher Betrieb im Stadtverkehr etwa 50 % und auf Landstraßen etwa 20 J der Gesamtstrecke ausmacht. Mit gleicher Wirkun Itann die Freilaufkupplung auch zwischen dem iim5rnoor 1 und dem Planetentrüger 8 angeordnet sein. Die Freilaufkupplung 20 vermeidet auch eine unerwünschte Bremswirkung am Fahrzeug bei einem schnellen Hochfahren des Schwungraden 4 nach vorangegangenem größeren Energieverbrauch, sofern das Hohlrad 9 zu plßtzlich zur Feststellung an dem gehäusefesten Teil 14 kommt.Between the planetary gear and that of its drifting heads 5 associated electric machine 3 is still an automatically switching overhaul and One-way clutch 20 is arranged. In contrast to the one-way clutch 12 in the central wheel 11 of the planetary gear this overrunning clutch 20 has the essential Importance of a fuel-saving freewheeling of the vehicle over long periods of time Driving routes with a primary engine running at a falling speed or set to idle 1 in the state of the direct non-rotatable connection between the planet carrier 8 and the aborting cell 5 to allow. am pushing the primary motor 1 through the The vehicle does not occur n-iif in this case. out of this free will it can Vehicle at any time with the aid of the electric machine 3 assigned to the aborting elle 5 and can be decelerated or accelerated again immediately. The run-up with this one The drive unit also has considerable advantages in terms of minimization fuel consumption and pollutant emissions. Have measurements show that such an operation is about 50% in city traffic and about 50% on country roads 20 J of the total distance. The overrunning clutch has the same effect also be arranged between the iim5rnoor 1 and the planet carrier 8. The overrunning clutch 20 also avoids an undesirable braking effect on the vehicle when it is fast Starting up the flywheel 4 after a previous major energy consumption, if the ring gear 9 suddenly comes to be locked on the part 14 fixed to the housing.

Das Abbremsen des Kraftfahrzeuges mit Speicherung der kinetischen Energie aus dem Fahrzeug in das Schwungrad 4 zur spiteren Nutzung erfolgt im Zustand der drehfesten Verbindung des Hohlrades 9 mit der abtreibenden Welle 5 unter Abtrennung des Planetenträgers 8 von dieser Welle. Dafür ist das Schaltmittel für das Hohlrad 9 mit dem Steuerorgan 16 der Elektromaschinen 2, 3 sinngemäß verbunden. Der Leistungsdurchsatz durch diese Maschinen klat bei diesem Vorgang gegenüber dem bei einer Fahrzeugbeschleunigung die Richtung gewechselt, so daß die der abtreibenden Welle 5 zugeord nete Elektromaschine 3 stufenlos einstellbar für ein verschieden starkes Abbremsen nunmehr als Generator arbeitet, während die andere Elektromaschine 2 mit dem Strom aus der abbreasenden Elektromaschine 3 als Motor arbeitet und dabei das Schwungrad 4 auf eine der Stärke des Abbremsens entsprechende höhere Speicher-Drehzahl bringt. nch hierbei gewährleistet die Freilaufkupplung 12 iffl Zentralrad 11, daß dieser Voran nicht durch die mit anderen Drehzahlen rotierenden Aggregatteile beeinträchtigt wird. Dank der Freilaufkupplung 20 vor der abbremsenden Elektromaschine 3 gehtkeine Energie aus dem Fahrzeug beim Abbremsen infolge eines Schiebens des Primärmotors 1 durch das Fahrzeug für die Speicherung verloren.Braking the motor vehicle with storage of the kinetic Energy from the vehicle into the flywheel 4 for later use takes place in the state the rotationally fixed connection of the ring gear 9 with the output shaft 5 with separation of the planet carrier 8 from this shaft. This is the switching means for the ring gear 9 connected to the control member 16 of the electrical machines 2, 3 accordingly. The performance throughput due to these machines, this process occurs as compared to the acceleration of the vehicle changed direction, so that the output shaft 5 zugeord designated electric machine 3 continuously adjustable for different levels of braking now as a generator works, while the other electric machine 2 with the current from the abbreasenden Electric machine 3 works as a motor and thereby the flywheel 4 on one of the strengths the braking brings a correspondingly higher storage speed. nch guaranteed the overrunning clutch 12 iffl central wheel 11 that this Voran not through the with other speeds rotating assembly parts is impaired. Thanks to the overrunning clutch 20 in front of the braking electric machine 3 no power goes out the vehicle when braking as a result of the primary engine 1 being pushed through the Vehicle lost for storage.

Beim Paaren im Rückwärtsgang mit stufenlos einstellbarer Geschwindigkeit ipt das Hohlrad 9 der abtreibenden zelle 5 angekuppelt, die Verbindung zwischen dem Planetenträger 8 und dieser 'elle somit unterbrochen; der Antrieb erfolgt allein durch die beiden Elektromaschinen 2, 3. Die als Generator arbeitende Blektromaschine 2 wird dabei iiber die Planetenräder 10 durch den Primärmotor 1 angetri.eben, während die der abtreibenden elle 5 zugeordnete Elektromaschine 3 umgepolt als Motor arbeitet. Das Reihenschlußverhalten dieser maschine 3 verhilft auch in diesem Fahrzustand dazu, starke Fahrwiderstände zu überwinden.When mating in reverse gear with continuously adjustable speed ipt the ring gear 9 of the driven cell 5 is coupled, the connection between the planet carrier 8 and this' elle thus interrupted; the drive takes place alone through the two electric machines 2, 3. The sheet metal machine working as a generator 2 is driven via the planetary gears 10 by the primary motor 1, while the electric machine 3 assigned to the abortive element 5 operates with reversed polarity as a motor. The series connection behavior of this machine 3 also helps in this driving state to overcome strong driving resistance.

Die Grundkonstruktion dieses Antriebsaggregates gestattet noch verschiedene Abwandlungen und weitere Ausgestaltungen. Die mit lt;icksicht auf die vorkommenden hohen Drehzahlen in dem Planetengetriebe angebrachte Schrägverzahnung fiir alle Zahnräder kann zwar so ausgelegt werden, daß keine Behinderung für die axiale Bewegung eines umschaltbaren Hohlrades auftritt Es sind aber auch doppeltverzahnte Planetenräder einsetzbar, die mit verschiedenen Verzahnutzen mit dem Hohlrad und dem Zentralrad im Eingriff stehen, wobei sie dem Hohlrad gegenüber geradverzahnt und dem Zentralrad gegenüber schrägverzahnt sein können, gegebenenfalls auch noch mit verschieden großen ;;alzkreisen. Bei einer anderen Ausführungsform mit umschaltbarem Hohlrad kann die axiale Zustellung auch durch die nit dem Hohlrad zu verbindenden eile erfolgen, wobei dann das Hohlrad axial unverschiebbar gelagert ist. Es ist auch eine Konstruktion mit einem gesonderten umschaltbaren Hohlrad flr das Schwungrad ausführbar, bei der der Planetenträger zwei Sätze von Planetenrädern enthalt, von denen der zweite Satz über ein eigenes Zentralrad auf das Schwungrad wirkt, an dem sich zur Abgabe von Speicherenergie eine Schaltkupplung einschaltet, die sonst das Schwungrad getrennt hält von der zugehörigen Elektromaschine mit eigenem Antrieb durch Planetenräder.The basic construction of this drive unit allows different ones Modifications and further developments. With regard to the occurring helical gears installed at high speeds in the planetary gear for all Gears can be designed so that there is no obstruction to axial movement of a switchable ring gear occurs But there are also double-toothed planetary gears can be used, those with different toothing benefits with the ring gear and the central gear are in engagement, with straight teeth opposite the ring gear and the central gear opposite can be helical teeth, possibly also with different sizes ;; circles. In another embodiment with a switchable ring gear, the axial infeed also take place through the parts to be connected to the ring gear, in which case the ring gear is mounted in an axially immovable manner. It's also a construction Executable with a separate switchable ring gear for the flywheel the planet carrier contains two sets of planet gears, the second set of which acts on the flywheel via its own central wheel, which is used to deliver Storage energy activates a clutch that would otherwise separate the flywheel stops from the associated electric machine with its own drive by planetary gears.

Eine weitere Ausgestaltung des Antriebsaggregates nach der Erfindun? - etwa bei seinem Einsatz für schwere Fahrzeuge wie zum Beispiel Schienenfahrzeu;e - kann durch einen Akkumulator gegeben sein, der als zusatzlicher Energiespeicher zur Vergrößern der Speicherkapazität für dieses Aggregat den beiden Blektromaschihen angeschlossen ist. Im Hinblick auf das große Speichervermögen des Schwungrades braucht dieser Akkumulator eine nur relativ geringe KaDazitat und deshalb auch nur ein verhältnismäßig geringes Gewicht und Bauvolumen zu haben. Auch kann in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aggregates noch ein gesondert; zu betätigendes Schaltmittel vorgesehen sein, mit dem ein umschaltbares Hohlrad bei Einstellung der klektromaschinen auf Nulldurchsatz von Leistung während des Fahrbetriebes nach Belieben so zu schalten ist, daß es frei mit den Planetenrädern umL'uft. Diese Maßnahme wirkt sich besonders günstig aus beim langdauernden Fahren mit hoher Geschwindigkeit, bei dem es nicht darauf ankommt, in dem Planetengetriebe ständig eine hohe Drehzahl aufrechtzuerhalten. Einen weiteren Ausbau des Antriebsaggregates nach der Erfindung stellt schließlich auch eine Getriebestufe dar, durch die das Schwungrad mit der zugehörigen Elektromaschine mit einer Drehzahluntersetzung für diese Maschine in mittelbarer Antriebsverbindung steht. Eine solche Konstruktion kommt in i3etracht, wenn aus Gründen der Betriebssicherheit die hohe Drehzahl des Schwungrades der auf tretenden Pliehkräfte wegen nicht ungewandelt von einer größer ausgelegten Elektromaschine aufgenommen werden kann. Eine mittelbare Antriebsverbindung mit oder ohne zersetzung kann auch bestehen zwischen der anderen Elektromaschine und der abtreibenden Welle des Aggregates. Für solche mittelbaren Antriebsverbindungen können auch Kegelrader zum Einsatz kommen, die als Räder far das Planetengetriebe ebenfalls vorgesehen sein können.Another embodiment of the drive unit according to the invention? - for example when used for heavy vehicles such as Rail vehicles; e - Can be given by an accumulator that acts as an additional energy store to increase the storage capacity for this unit the two Blektromaschihen connected. In view of the large storage capacity of the flywheel needs this accumulator only has a relatively low capacity and therefore only a proportionate one to have low weight and volume. In a further embodiment of the aggregate according to the invention still a separately; to be operated switching means provided be, with which a switchable ring gear when setting the klektromaschinen on Switching the zero throughput of power while driving at will is that it revolves freely with the planet gears. This measure affects particularly favorable when driving for long periods at high speed when it is not it is important to constantly maintain a high speed in the planetary gear. Finally, a further expansion of the drive unit according to the invention is provided also represents a gear stage through which the flywheel with the associated electric machine with a speed reduction for this machine in an indirect drive connection stands. Such a construction comes into consideration if for reasons of operational safety the high speed of the flywheel is not transformed because of the forceps that occur can be absorbed by a larger electrical machine. An indirect one Drive connection with or without decomposition can also exist between the other Electric machine and the output shaft of the unit. For such indirect Drive connections can also be used with bevel gears, which are used as wheels the planetary gear can also be provided.

Außer zum Antrieb von Kraftfahrzeugen aller Art, einschließlich Schienenfahrzeugen, vorzugsweise aber von PK, ist ein Antriebsaggregat nach der Erfindung auch für andere, ähnlich gelagerte Aufgaben einsetzbar. solche Aufgaben sind an stationären Anlagen und Maschinen ebenfalls zu finden. Als Primärmotor für dieses Aggregat kann für alle Einsatzfälle Jeder dem Auf gabenzweck nach geeignete Antriebsmotor verwendet werden, so etwa auch ein Verbrennungsmotor mit äußerer Verbrennung und mit WärmeaustauRcher, der mit Hubkolben oder mit Rotationskolben arbeiten kann.Except for driving motor vehicles of all kinds, including rail vehicles, but preferably from PK, a drive unit according to the invention is also available for others, similar tasks can be used. such tasks are on stationary systems and machines can also be found. The primary engine for this unit can be for All applications Everyone uses a suitable drive motor for the purpose of the task such as an internal combustion engine with external combustion and with a heat exchanger, who can work with reciprocating pistons or rotary pistons.

Claims (14)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Antriebsaggregat, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge aller Art, mit einem drehzahlsteuerbaren Primärmotor, zwei mit diesem durch ein Planetengetriebe zusammenarbeitenden, als Generator und als Motor wechselweise ein- und umstellbaren Elektromaschinen sowie mit; einem schwungrad als Energiespeicher, das mit einer der beiden blektromaschinen zusammenwirkt, wobei diese Elektromaschine als Generator mit durch den Primärmotor mit einem damit verbundenen Planetenträger über die an einem zonnenrad wmlauf enden Planetenräder dieses Trägers und über ein weiteres Sonnenrad zu diesen Rädern angetrieben wird, das mittels einer schaltbaren Kupplung vorzursweise eine selbstteig schaltende berhol- und Freilaufkupplung - wirkt, und wobei zwischen zwei der drei rotierenden Glieder des Planetengetriebes eine Schaltkupplung angeordnet ist, die im Einschaltzustand beide Glieder drehfest so miteinander verbindet, daß eine Leistungsübertragung aus dem Primirmotor auf direktem Wege in die abtreibende teile des Aggregates erfolgt, die in Antriebsverbindann mit der anderen Elektromaschine steht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektromaschinen (2, 3) ein gemeinsames Steuerorgan (16) aufweisen, das so eingestellt ist, daß im Einschaltzustand der Schaltkupplung (13) im Planetengetriebe zur direkten Leibstungsübertragung aus dem Primärmotor (1) in dei abtreibende Welle (5) des Aggregates die dieser Welle zugeordnete Elektromaschine (3) als Generator mit geringer Leistung arbeitet, während die andere Elektromaschine (2) mit dem Strom aus dieser Maschine (3) als Motor zum ständigen Halten einer hohen Speicher-Drehzahl des zugehörigen Schwungrades (4) arbeitet, ohne daß sonst die L:instellbarkeit beider Elektromaschinen (2, 3) gleichzeitig auf Nulldurchsatz von Leistung sowie auf jeweils ein bestimmtes Maximum von Liestung in beiden Durchsatzrichtungen beeinträchtigt ist, wobei das Steuerorgan (16) mit dem Einschalten des Schaltkupplung (13) zusammen mit dem Steuerorgan (17) des Primärmotors (1) kurzzeitig gegebenenfulls auch auf verstärkte Leistung zum elektrischen Hochfahren des Schwungrades (4) auf eine bestimmte obere Drehzahl durch sinngemäßen Zusammenschluß der dafür vorgesehenen Schalt-und Steuermittel des Aggregates einstellbar ist. 1. Drive unit, preferably for vehicles of all types, with a speed-controllable primary motor, two with this through a planetary gear working together, as a generator and as a motor, which can be switched on and off alternately Electrical machines as well as with; a flywheel as an energy storage device, which is equipped with a of the two sheet metal machines interacts, this electric machine as a generator with through the primary engine with an associated planet carrier on the A pinwheel wmlauf ends planetary gears of this carrier and another Sun gear is driven to these wheels by means of a switchable clutch vorzursweise a self-shifting overrunning and overrunning clutch - works, and with a clutch between two of the three rotating members of the planetary gear is arranged, which in the switched-on state connects both links to one another in a rotationally fixed manner, that a power transfer from the primary motor directly into the abortive parts of the unit takes place, which is in Antriebverbindann with the other electric machine stands, characterized in that the two electrical machines (2, 3) have a common Have control member (16) which is set so that in the switched-on state Clutch (13) in the planetary gear for direct transmission of clothing from the Primary motor (1) in the output shaft (5) of the unit assigned to this shaft Electric machine (3) works as a generator with low power, while the other Electric machine (2) with the current from this machine (3) as a motor for constant Maintaining a high storage speed of the associated flywheel (4) works, without otherwise the L: adjustability of both electric machines (2, 3) at the same time to zero throughput of power as well as to a certain maximum of power in each case is impaired in both throughput directions, the control member (16) with switching on the clutch (13) together with the control element (17) of the primary motor (1) For a short time, if necessary, also to increased power for electrical start-up of the flywheel (4) to a certain upper speed by analogous merger the switching and control means of the unit provided for this purpose can be adjusted. 2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltmittel vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Gröse des Fahrwiderstandes ein Einschalten der Schaltkupplung (13) im Planetengetriebe selbsttätig dann bewirkt, wenn der Fahrwiderstand aufg einen bestimmten unteren Wert abgesunken ist, wobei das Schaltmittel vorzugsweise abhängig von den Sinstellungen des teuerorgans (17) für den Primärmotor (1) und durch einen Tachogenerator o.dgl. abhängig von der Drehzahl der abtreibenden zelle (15) wirkt sowie durch einen weiteren Tachogenerator o.dgl. abhängig von der Drehzahl des Schwungrades (4) mit der zugehörigen Elektromaschine (2) die Steuerorgane (16, 17) der Primärmotors (1) und der Elektromaschinen (2, 3) so beeinflußt, daß diese Aggregatteile noch solange auf verstärkten Leistungsdurchsatz mit der dem Antrieb des Schwungrades (4) entsprechenden Durchsatzrichtung der Elektromaschinen eingestellt bleiben, bis das Schwungrad (4) seine bestimmte obere Speicher-Drehzahl erreicht hat.2. Drive unit according to claim 1, characterized in that a Switching means is provided, which depends on the magnitude of the driving resistance the clutch (13) in the planetary gear is then switched on automatically, when the driving resistance has dropped to a certain lower value, where the switching means, preferably depending on the settings of the control element (17) for the primary motor (1) and by a tachometer generator or the like. depending on the speed the abortive cell (15) acts as well as by another tachometer generator or the like. depending on the speed of the flywheel (4) with the associated electric machine (2) the control members (16, 17) of the primary motor (1) and the electric machines (2, 3) influenced in such a way that these unit parts continue to rely on increased power throughput with the throughput direction of the electric machines corresponding to the drive of the flywheel (4) remain set until the flywheel (4) reaches its specific upper memory speed has reached. 3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die das Jchwiingrad (4) über ein Zentralrad ( antreibenden Planetenräder (10) ein wechselnd auf freien Umlauf mit den Planetenrädern (10) und auf eine verdrehsichere Verbindung mit einem gehäusefesten Teil (14) schaltbares Hohlrad (9) vorgesehen ist, wobei dieses Hohlrad gesondert von einem weiteren, mit der abtreibenden zelle (5) verbundenen Hohirad gegeben ist, an dem ein anderer Satz von Planetenrädern des Platenträgers (8) für den Antrieb der dem Schwungrad (4) zugeordneten Elektromaschine (2) umläuft, oder mit durch dieses Hohlrad (9) gebildet ist, das mit für das Schwungrad (4) und die Elektromaschine (2) gemeinsamen Planetenradern (10) zusammenarbeitet, und das in einer Schaltung an dem gehäusefesten Teil (14) gegen Verdrehung gesichert ist, in einer anderen Schaltung frei mit den i'lane tenrädern (10) umläuft und in einer weiteren Schaltung in Antriebsverbindung mit der abtreibenden Welle (5) kommt und damit zugleich die Schaltkupplung (13) im Getriebe ausschaltet.3. Drive unit according to claim 1, characterized in that for the Jchwiingrad (4) via a central wheel (driving planetary gears (10) alternately on free rotation with the planetary gears (10) and on a non-rotatable one Connection to a part (14) fixed to the housing, switchable ring gear (9) is provided is, this ring gear separately from another, with the abortive cell (5) connected hollow wheel is given to which another set of planetary gears of the plate carrier (8) for driving the electric machine assigned to the flywheel (4) (2) revolves, or is formed by this ring gear (9), which is used for the flywheel (4) and the electric machine (2) common planet gears (10) cooperate, and secured against rotation in a circuit on the part (14) fixed to the housing is, rotates freely with the i'lane tenwheels (10) in another circuit and in another circuit in drive connection with the output shaft (5) comes and at the same time disengages the clutch (13) in the transmission. 4. Antirebsagregat nach Anspruch 3, < dadurch gezeichnet, dafl ein Steurorgan (16) für die beiden Elektromaschinen(2, 3) vorsehen ist, das bei jedem Linste1len dieser Maschinen auf einen bestimmten größeren Leistungsdurchsatz für den antrieb ein Umschalten des Hohlrades (9) aus seiner Verbindung mit dem gehäusefesten teil (14) in seine lastfreie tellun selbsttätig mit bewirkt;, wobei ein gesondert zu betütigendes Schaltmittel vorgesehen ist, mit dem das Hohlrad (9) in seine drehfeste Verbindung mit der abtreibenden zelle (5) unter Abtrennung des Planetenträgers (E) von dieser Welle zu schalten ist, und das für diese für das Anfahren und das Steigungsfahren geltende zinstellung vorzuEweise mit durch den Anlaßschalter für den Primärmotor (1) betätigt wird.4. Antirebsagregat according to claim 3, <characterized in that dafl a control element (16) for the two electrical machines (2, 3) provide is that each time these machines are moved to a certain higher throughput for the drive, switching over of the ring gear (9) from its connection with the one fixed to the housing part (14) in its unencumbered tellun automatically with effects; whereby a separate to be actuated switching means is provided with which the ring gear (9) in its non-rotatable Connection with the aborting cell (5) with separation of the planet carrier (E) is to be switched by this wave, and that for this for starting and driving uphill Applicable interest rate setting by means of the starter switch for the primary engine (1) is operated. 5. Antriebsaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalmittel vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Größe des Fahrwiderstandes ein Feststellen des Hohlrades (9) an dem gehäusefesten reil (14) selbsttätig dann bewirkt, wenn der Fahrwiederstand auf einen bestimmten unteren Wert abgesunken ist, wobei das Schaltmittel vorzugsweise abhängig von den Einstellungen des Steuerorgans (17) für den Primärmotor (1) und durch einen Tachogenerator odgl. abhängig von der Drehzahl der abtreibenden Welle (5) wirkt.5. Drive unit according to claim 3, characterized in that a Shutter means is provided, which depends on the size of the driving resistance a fixing of the ring gear (9) on the reil (14) fixed to the housing then automatically causes when the driving resistance has dropped to a certain lower value, wherein the switching means is preferably dependent on the settings of the control element (17) for the primary motor (1) and by a tachometer generator or the like. depends on the Speed of the output shaft (5) acts. 6. Antriebsaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Festellung des Hohlrades (9) an dem gehäusefesten cil (14) außer einer durch Reibschluß wirkenden Vorrichtung uiit Reibelementen beliebiger Bauform eine verschleißlos wirkende Bremse vorgesehen ist, wie etwa eine hydrodynamische vliissigkeitsbremse oder eine Jirbelstrmbremse, die so geschaltot ist, daß sie bei entsprechender Schaltung des Hohlrades (9) zuerst die Hohlrad-Drehzahl vermindert, bevor das Hohlrad durch die reibschlüssig wirkende Vorrichtung an dem gehausefesten Teil (14) festgestellt wird, und die eine freie Rotation des danach umgeschalteten Hohlrades (9) nicht behindert.6. Drive unit according to claim 3, characterized in that for the fixing of the ring gear (9) on the cil (14) fixed to the housing except for one Frictionally acting device uiit friction elements of any design a wear-free Acting brake is provided, such as a hydrodynamic fluid brake or a Jirbelstrmbremse, which is switched so that it is switched on with the appropriate gear of the ring gear (9) first reduces the ring gear speed before the ring gear through the frictionally acting device determined on the part (14) fixed to the housing is, and the one free rotation of the ring gear (9) then switched over with special needs. 7. Antriebsaogregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein gesondert zu betätigendes Schaltmittel vorgesehen ist, mit dem das Hohlrad (9) bei Einstellung der Elektromaschinen (2,3) auf Nulldurchsatz während des Fahrbetriebes nach Belieben so zu schalten ist, daß es frei mit den Planetenrädern umläuft.7. Antriebsaogregat according to claim 3, characterized in that a separately operated switching means is provided with which the ring gear (9) at Adjustment of the electrical machines (2,3) to zero throughput while driving can be switched at will so that it rotates freely with the planetary gears. 8. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Primirmotor (n) und die beiden Elektromaschinen (2, 3) steuernde Kombination von Steuerorganen (16, 17) vorgesehen ist, die ein Betätigungsmittel aufweist, das bei Betitigung aus dem Ruhezustand heraus für den Antrieb vorzugsweise zunächst die Leistung und Drehzahl des Primärmotors (1) voll aussteuert, bevor es die beiden Elektromaschinen aus dem Zustand des 1eistung-iiilldurchsatzes heraus verstellt, wobei es eine Einstellung dieser Maschinen (2, 3) zur Aufnahme von Bremsenergie zur Speicherung bei Leerlaufeinstellung des Primärmotors (1) bewirkt.8. Drive unit according to claim 1, characterized in that one the primary motor (s) and the two electric machines (2, 3) controlling combination of control members (16, 17) is provided which has an actuating means which when actuated from the idle state for the drive preferably initially the power and speed of the primary motor (1) fully modulates before the two Electrical machines adjusted from the state of the power output throughput, there is an adjustment of these machines (2, 3) to absorb braking energy for storage when the primary engine is idling (1). 9. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwungrad (4) und der zugehörigen Elektromaschine (2) eine Schaltkupplung oder eine andere in Abhangigkeit von der Drehrichtung, der Drehzahl oder/und dem Drehmoment selbsttätig einen bestimmten Schlupf der Elektromaschine (2) dem Schwungrad (4) gegenüber zulassende Kupplung (18) so zwischengeschaltet ist, daß sie einen Antrieb der Elektromaschine (2) über das Zentralrad (11) ermöglicht, ohne daß ein wesentlicher Teil der Antriebsleistung aus dem Zentralrad (11) in das Schwungrad (4) fließt, beispielsweise durch eine Fliehkraftkupplung (18) oder eine drehmomentbegrenzende lüitschkupplung in Verbindung mit einer selbsttatig schaltenden iAberhol- und Freilaufkupplung. 9. Drive unit according to claim 1, characterized in that the flywheel (4) and the associated electric machine (2) a clutch or another depending on the direction of rotation, the speed and / or the torque automatically a certain slip of the electric machine (2) the flywheel (4) opposite admitting coupling (18) is interposed so that it is a drive the electric machine (2) via the central wheel (11) without a substantial Part of the drive power from the central wheel (11) flows into the flywheel (4), for example by a centrifugal clutch (18) or a torque-limiting clutch lüitsch clutch in conjunction with an automatically shifting overrunning and overrunning clutch. 10. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da13 doppeltverzahnte Planetenräder (10) vorgesehen sind, die mit verschiedenen Verzahnungen mit einem Hohlrad (9) und einem Zentralrad (11) im Eingriff stehen sowie dem Hohlrad (9) gegenüber geradverzahnt und dem Zentralrad (11) gegenüber schrägverzahnt sein können, gegebenenfalls auch mit verschieden großen aalzkreisen.10. Drive unit according to claim 1, characterized in that da13 double-toothed planetary gears (10) are provided with different toothings are in engagement with a ring gear (9) and a central gear (11) as well as the ring gear (9) opposite straight teeth and the central gear (11) opposite helical teeth can, if necessary also with different sized eel circles. 11. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Planetengetriebe und der der abtreibenden Welle (5) zugeordneten Elektromaschine (3) oder dem Primärmotor (1) und dem Planetenträger (8) eine selbsttntig schaltende Überhol- und Freilaufkupplung (20) zwischengeschaltet ist.11. Drive unit according to claim 1, characterized in that the planetary gear and the electric machine assigned to the output shaft (5) (3) or the primary motor (1) and the planet carrier (8) an automatically switching Overrunning and overrunning clutch (20) is interposed. 12. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (4) mit der zugehörigen Elekromaschine (2) durch eine die brehzahl für diese scÜine untersetzende Getriebstufe in mittelbarer Antriebsverbindung steht.12. Drive unit according to claim 1, characterized in that the flywheel (4) with the associated electric machine (2) by a speed is in an indirect drive connection for this scÜine reducing gear stage. 13. Antriebsagregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der abtreibenden Welle (5) zugeordnete Elekromaschine (3) mit dieser Welle in mittelbarer Antriebsverbindung mit oder ohne Obersetzung steht.13. Drive unit according to claim 1, characterized in that the the driven shaft (5) associated with the electric machine (3) with this shaft in an indirect way Drive connection with or without translation is. 14. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elekromaschinen (2, 3) eiiiem Akkutiiulat;or als zuselzlichem Energiespeicher des Aggregates angeschlossen sind.14. Drive unit according to claim 1, characterized in that the two electric machines (2, 3) eiiiem Akkutiiulat; or as additional energy storage of the unit are connected. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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