DE29800582U1 - Drive unit for vehicles, especially for city buses - Google Patents
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Description
G 05607GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "E-Antriei» mit Lei5£jqg$erz*eigung" / a»skcj)fl^rg / 13. Januar 1998G 05607GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Electric drive with power generation" / a»skcj)fl^rg / 13 January 1998
Antriebseinheit für Fahrzeuge, insbesondere für StadtbusseDrive unit for vehicles, especially for city buses
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Fahrzeuge, insbesondere für Stadtbusse, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive unit for vehicles, in particular for city buses, in particular with the features of the preamble of claim 1.
Für Antriebseinheiten in Stadtbussen sind eine Reihe von Konzepten bekannt. Neben dem konventionell eingesetzten Dieselmotor finden zunehmend Konzepte mit Elektromotoren Beachtung. Bekannt sind Ausführungen zum Einzelradantrieb, beispielsweise mittels Transversalflußmaschinen, wie im VOITH-Druck G 1407 beschrieben. Bei einer derartigen Ausführung ist jedem Rad eine Transversalflußmaschine zum Zwecke des Direktantriebes zugeordnet, die jeweils von einer Wechselrichtereinheit mit elektrischer Leistung versorgt werden. Des weiteren ist ein Generator vorgesehen, welcher ebenfalls vorzugsweise als Transversalflußmaschine ausgeführt sein kann, und der mechanisch mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, koppelbar ist. Zur Erzeugung der elektrischen Leistung wird der Generator vorzugsweise durch einen Vierquadrantenwechselrichter angesteuert. Die Energieversorgung der Radmotoren erfolgt in dieser dieselelektrischen Ausführung über den Dieselmotor-Generatorsatz.A number of concepts are known for drive units in city buses. In addition to the conventionally used diesel engine, concepts with electric motors are increasingly attracting attention. Designs for individual wheel drive are known, for example using transverse flux machines, as described in VOITH publication G 1407. In such a design, each wheel is assigned a transverse flux machine for the purpose of direct drive, each of which is supplied with electrical power by an inverter unit. Furthermore, a generator is provided, which can also preferably be designed as a transverse flux machine, and which can be mechanically coupled to an internal combustion engine, in particular a diesel engine. To generate the electrical power, the generator is preferably controlled by a four-quadrant inverter. In this diesel-electric design, the wheel motors are supplied with energy via the diesel engine generator set.
Des weiteren sind Antriebskonzepte bekannt, bei welchem neben einer Verbrennungskraftmaschine mindestens ein zentral im Chassis angeordneter und gelagerter Elektromotor zum wenigstens mittelbaren Antrieb der Räder eingesetzt wird. Die Räder sind dazu mechanisch beispielsweise über eine Niederflurachse mit dem Elektromotor gekoppelt.Furthermore, drive concepts are known in which, in addition to an internal combustion engine, at least one electric motor arranged and mounted centrally in the chassis is used to at least indirectly drive the wheels. The wheels are mechanically coupled to the electric motor, for example via a low-floor axle.
Das Problem bei der Verwendung von Elektromotoren in Form von Transversalflußmaschinen zum Antrieb von Stadtbussen liegt im besonderen darin, daß diese Arten von Elektromotoren hinsichtlich der von ihnenThe problem with the use of electric motors in the form of transverse flux machines to drive city buses is in particular that these types of electric motors are not particularly suitable for the
* * Φ&Agr;* * Φαλ
&Eacgr;-Antriel} mit SÄstunga/erzü/eiliJig" I af/sk(J01>29/rg /13. Januar 1998&Eacgr;-Antriel} with SÄstunga/erzü/eiliJig" I af/sk(J01>29/rg /13. Januar 1998
aufgebrachten Leistung nicht beliebig verkleinert werden können, da insbesondere der Wirkungsgrad dieser Maschinen mit zunehmender Verkleinerung sinkt, die anfallenden Kosten jedoch in deren Höhe nahezu unverändert bestehen bleiben. Kleinere Stadtbusse, welche Größen von 8-1Om Länge aufweisen, erfordern aber in der Regel nur geringereThe power they provide cannot be reduced in size at will, since the efficiency of these machines in particular decreases with increasing reduction, while the costs incurred remain almost unchanged. Smaller city buses, which are 8-10m long, generally require only smaller
Antriebsleistungen.drive power.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Elektromaschine, insbesondere eine Transversalflußmaschine für den Antrieb von kleineren Stadtbussen derart im Antriebssystem zu integrieren, daß mit einem ökonomisch vertretbaren Aufwand die erforderliche Leistung in der geringen Höhe erbracht werden kann bei hohem Wirkungsgrad und geringen Kosten.The invention is therefore based on the object of integrating an electric machine, in particular a transverse flux machine for driving smaller city buses, into the drive system in such a way that the required power can be provided at a low level with an economically justifiable expenditure, with high efficiency and low costs.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausführungen sind in den UnteransprüchenThe solution according to the invention is characterized by the features of claim 1. Advantageous embodiments are set out in the subclaims
beschrieben.described.
Erfindungsgemäß erfolgt der Antrieb der Räder des Fahrzeuges durch einen Elektromotor, vorzugsweise in Form einer Transversalflußmaschine, welche die erforderliche Antriebsleistung aufzubringen vermag. Dieser Elektromotor, insbesondere die Transversalflußmaschine wird den, entsprechend dem Erfordernis für Hinter- oder Vorderradantrieb, anzutreibenden Rädern, welche im wesentlichen auf einer gemeinsamen geometrischen Achse liegen, zugeordnet. Der Elektromotor, insbesondere die Transversalflußmaschine, ist vorzugsweise in der Nähe des ersten anzutreibenden Rades angeordnet. Der Antrieb der beiden Räder erfolgt dabei über zwei Antriebszweige - einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig. Dies erfolgt mittels einer dem Elektromotor zugeordneten Einrichtung zur Aufteilung und Übertragung der Leistung auf die beiden Räder. Die Einrichtung zur Aufteilung und Übertragung der Leistung weist wenigstens einen Eingang, der wenigstensAccording to the invention, the wheels of the vehicle are driven by an electric motor, preferably in the form of a transverse flux machine, which is able to provide the required drive power. This electric motor, in particular the transverse flux machine, is assigned to the wheels to be driven, depending on the requirement for rear or front wheel drive, which are essentially located on a common geometric axis. The electric motor, in particular the transverse flux machine, is preferably arranged near the first wheel to be driven. The two wheels are driven via two drive branches - a first branch and a second branch. This is done by means of a device assigned to the electric motor for dividing and transmitting the power to the two wheels. The device for dividing and transmitting the power has at least one input, which has at least
G 05607GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / 'E-AntrietfmifrlietstungsJerr&eigXflig" / al»'sk0tl1£97rg / 13. Januar 1998G 05607GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / 'E-Drivetrain Service Agreement' / al»'sk0tl1£97rg / 13 January 1998
& Co. KG / "E-Antrietjm*lie»stungs}erz$!idl$ig" / aWsAei£8fa /13.& Co. KG / "E-Triel»supply" / aWsAei£8fa /13.
mittelbar mit dem Rotor des Elektromotors gekoppelt ist und wenigstens zwei Ausgänge- einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang - auf, wobei der erste Ausgang wenigstens mittelbar mit der Radachse bzw. Radantriebswelle des ersten Rades koppelbar und der zweite Ausgang wenigstens mittelbar über eine parallel zur Rotorachse verlaufende bzw. angeordnete Übertragungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Übertragungswelle mit der Radachse bzw. Radantriebswelle des zweiten Rades koppelbar sind. Der Einrichtung zur Übertragung und Aufteilung der Leistung ist dazu vorzugsweise eine weitere zweite Einrichtung zur Leistungsübertragung und/oder Wandelung auf die Übertragungswelle zugeordnet. Des weiteren ist eine Einrichtung zur Leistungsübertragung und/oder Wandlung der einzelnen Leistungsanteile von der Übertragungswelle zum zweiten Radantrieb vorgesehen. Beide Einrichtungen können als Bestandteil und/oder selbst als Drehzahl-is indirectly coupled to the rotor of the electric motor and has at least two outputs - a first output and a second output - whereby the first output can be coupled at least indirectly to the wheel axle or wheel drive shaft of the first wheel and the second output can be coupled at least indirectly to the wheel axle or wheel drive shaft of the second wheel via a transmission device running or arranged parallel to the rotor axis, for example in the form of a transmission shaft. For this purpose, the device for transmitting and dividing the power is preferably assigned a further second device for power transmission and/or conversion to the transmission shaft. Furthermore, a device for power transmission and/or conversion of the individual power components from the transmission shaft to the second wheel drive is provided. Both devices can be used as a component and/or as a speed
1.5 /Drehmomentenwandlungseinrichtungen ausgebildet sein. Vorzugsweise sind1.5 / torque conversion devices. Preferably
diese als einfache Stirnradzüge aufgebaut.These are constructed as simple spur gear trains.
Auch zur Realisierung einer mittelbaren Leistungsübertragung vom ersten Ausgang der Einrichtung zur Aufteilung und Übertragung von Leistung auf die erste Radantriebswelle bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten.There are also a variety of options for implementing an indirect power transmission from the first output of the device for dividing and transmitting power to the first wheel drive shaft.
Beispielsweise wäre die Übertragung über einen zwischen Radantriebswelle und erstem Ausgang, d.h. der ersten Ausgangswelle, geschalteten Stirnradzug denkbar. Des weiteren kann das Drehmoment auch direkt auf die Radnabe übertragen werden. Die Auslegung hängt im einzelnen von den konkreten Erfordernissen des Einzelfalles ab.For example, transmission via a spur gear train connected between the wheel drive shaft and the first output, i.e. the first output shaft, would be conceivable. Furthermore, the torque can also be transmitted directly to the wheel hub. The design depends on the specific requirements of the individual case.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe bietet den Vorteil, daß zum Antrieb nur eine einzige Antriebsmaschine, insbesondere Transversalflußmaschine, erforderlich ist, die entsprechend der geforderten Gesamtleistung ausgelegt mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet. Die Kosten für eine zweite Antriebsmaschine, insbesondere TransversalflußmaschineThe solution to the problem according to the invention offers the advantage that only a single drive machine, in particular a transverse flux machine, is required for the drive, which is designed to work with a high level of efficiency in accordance with the required total power. The costs for a second drive machine, in particular a transverse flux machine
G 05607GM / VoithG 05607GM / Voith
ith Turbo GmbH & Co. KG / "E-AntriebTnifrbeistungsfeiTieicJlilig" / aWskoei£97rg /13. Januar 1998ith Turbo GmbH & Co. KG / "E-drive performance certificate" / aWskoei£97rg /13 January 1998
werden vermieden. Des weiteren können mit dieser Möglichkeit der Leistungsverzweigung auch kleinere Busse bzw. Fahrzeuge mit geringeren Antriebsleistungen mit Transversalflußmaschinen als Antriebsmaschinen und Niederflurachsen ausgestattet werden, ohne einen geringeren Wirkungsgrad bei gleichbleibenden Kosten in Kauf nehmen zu müssen. Der erfindungsgemäße Einsatz des Prinzips der Leistungsaufteilung von einem vorzugsweise in der Nähe eines anzutreibenden Rades angeordneten Elektromotor, insbesondere einer Transversalflußmaschine, auf zwei auf einer im wesentlichen auf einer geometrischen Aphse angeordnete Räder ermöglicht es, eine Antriebseinheit bauraumoptimal mit einer geringen Anzahl von Bauteilen und damit auch einem geringerem Gewicht zu gestalten.are avoided. Furthermore, with this option of power splitting, smaller buses or vehicles with lower drive power can also be equipped with transverse flux machines as drive machines and low-floor axles, without having to accept a lower level of efficiency at the same cost. The inventive use of the principle of power distribution from an electric motor, in particular a transverse flux machine, preferably arranged near a wheel to be driven, to two wheels arranged on a substantially geometric axis makes it possible to design a drive unit in an optimal installation space with a small number of components and thus also a lower weight.
Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung zur Aufteilung und Übertragung der N Leistung wenigstens ein Differential. Das Differential kann verschiedenartig ausgeführt sein. Denkbar ist die Verwendung eines Kegelraddifferentials oder eines Planetendifferentials. Im letztgenannten Fall sind für die Kopplung zwischen Antrieb und Abtrieb des Planetendifferentials mit der Rotorwelle und der Radantriebswelle des zweiten Rades eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten denkbar. Eine Variante besteht beispielsweise darin, daß der Eingang des Planetendifferentials vom Steg gebildet wird, welcher mit dem Rotor bzw. der Rotorwelle der Antriebsmaschine, insbesondere der Transversalflußmaschine, drehfest verbindbar ist. Der Ausgang des Planetendifferentialgetriebes kann beispielsweise vom Hohlrad gebildet werden. Dieses kann direkt mit der Radantriebswelle des zweiten Rades über die Übertragungswelle gekoppelt werden oder aber beispielsweise über weitere zwischengeschaltete Stirnräder. Im letztgenannten Fall ist das Hohlrad außenverzahnt ausgeführt und kämmt beispielsweise mit einem Stirnrad, welches drehfest mit einer Welle, welche versetzt, jedoch parallel, zur gedachten geometrischen Achse zwischen den beiden anzutreibenden Rädern angeordnet ist. Die Drehmomentenübertragung von dieser Welle aufThe device for dividing and transmitting the N power preferably comprises at least one differential. The differential can be designed in different ways. It is conceivable to use a bevel gear differential or a planetary differential. In the latter case, a large number of possible variations are conceivable for the coupling between the input and output of the planetary differential with the rotor shaft and the wheel drive shaft of the second wheel. One variant consists, for example, in the input of the planetary differential being formed by the web, which can be connected in a rotationally fixed manner to the rotor or the rotor shaft of the drive machine, in particular the transverse flux machine. The output of the planetary differential gear can be formed, for example, by the ring gear. This can be coupled directly to the wheel drive shaft of the second wheel via the transmission shaft or, for example, via further intermediate spur gears. In the latter case, the ring gear is designed with external teeth and meshes, for example, with a spur gear, which is arranged in a rotationally fixed manner with a shaft which is offset but parallel to the imaginary geometric axis between the two wheels to be driven. The torque transmission from this shaft to
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die Radantriebswelle wird dann beispielsweise über einen weiteren Stirnradzug realisiert.The wheel drive shaft is then realized, for example, via another spur gear train.
Andere Zuordnungen von Eingang und Ausgängen zu den einzelnen Bestandteilen des Planetendifferentials sind denkbar.Other assignments of input and outputs to the individual components of the planetary differential are conceivable.
Bei Ausführung des Differential als Planetendifferential, umfaßt dieses wenigstens ein Sonnenrad, Planetenräder, ein Hohlrad sowie einen Steg. Für die Kopplungsmöglichkeiten des Rotors des Elektromotors und der Einrichtung zur Leistungsaufteilung und Übertragung sowie der Einrichtung zur Leistungsaufteilung und Übertragung auf die Radantriebswellen des ersten und zweiten Rades bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten.If the differential is designed as a planetary differential, it comprises at least one sun gear, planetary gears, a ring gear and a web. There are a variety of options for coupling the rotor of the electric motor and the device for power distribution and transmission as well as the device for power distribution and transmission to the wheel drive shafts of the first and second wheels.
Bei einer ersten bevorzugten Möglichkeit sind der Eingang des Planetendifferentials vom Steg, der erste Ausgang des Planetendifferentials vom Sonnenrad und der zweite Ausgang des Planetendifferentials vom Hohlrad gebildet. Die Rotorwelle des Elektromotors kann zu diesem Zweck als Hohlwelle ausgeführt sein.In a first preferred possibility, the input of the planetary differential is formed by the web, the first output of the planetary differential by the sun gear and the second output of the planetary differential by the ring gear. The rotor shaft of the electric motor can be designed as a hollow shaft for this purpose.
Vorzugsweise weist bei dieser Ausführung das Hohlrad eine Außenverzahnung auf. Diesem ist des weiteren die Übertragungswelle zur Leistungsübertragung an das zweite Rad zugeordnet, die parallel zur Rotorachse des Elektromotors angeordnet ist. Es ist als erste Einrichtung zur Leistungsübertragung auf die Übertragungswelle ein erstes Stirnrad vorgesehen, welches mit der Übertragungswelle drehfest verbindbar ist und welches mit dem Hohlrad kämmt. Ein weiteres zweites Stirnrad ist drehfest mit der Übertragungswelle verbindbar und mit einem drehfest mit der Radantriebswelle des zweiten Rades koppelbaren Stirnrad in Eingriff bringbar. Diese erste Möglichkeit zeichnet sich durch minimalen Bauteil- und Bauraumaufwand und ein geringes Gewicht bei Ausnutzung derIn this embodiment, the ring gear preferably has external teeth. The transmission shaft for transmitting power to the second wheel is also assigned to this, which is arranged parallel to the rotor axis of the electric motor. A first spur gear is provided as the first device for transmitting power to the transmission shaft, which can be connected to the transmission shaft in a rotationally fixed manner and which meshes with the ring gear. A further second spur gear can be connected to the transmission shaft in a rotationally fixed manner and can be brought into engagement with a spur gear that can be coupled to the wheel drive shaft of the second wheel in a rotationally fixed manner. This first option is characterized by minimal component and installation space expenditure and low weight when utilizing the
& Co. KG / "E-AntriefcJnitJ-^istungsyisri^eigiigg" / at^ske0129/#g /13. Januar 1998& Co. KG / "E-Mail-address" / at^ske0129/#g /13 January 1998
Differentialwirkung aus und bietet die einfache Möglichkeit der Realisierung einer Niederflurachse.Differential effect and offers the simple possibility of realizing a low-floor axle.
Vorzugsweise ist der Elektromotor, insbesondere die Transversalflußmaschine koaxial zur Radachse des ersten Rades angeordnet, analog dazu auch die Einrichtung zur Leistungsaufteilung und Übertragung. Dies ermöglicht einen direkten Durchtrieb vom ersten Ausgang der Einrichtung zur Leistungsaufteilung und Übertragung auf die Radachse bzw. Radantriebswelle des ersten Rades.Preferably, the electric motor, in particular the transverse flux machine, is arranged coaxially to the wheel axle of the first wheel, as is the device for power distribution and transmission. This enables a direct drive from the first output of the device for power distribution and transmission to the wheel axle or wheel drive shaft of the first wheel.
Eine andere denkbare Möglichkeit bezüglich der Kombination der Kopplungen besteht darin, den Eingang des Planetendifferentials vom Hohlrad und den ersten Ausgang des Planetendifferentials wahlweise vom Sonnenrad oder vom Steg zu bilden, wobei der zweite Ausgang dann vom Steg oder dem Sonnenrad gebildet wird. In diesem Fall ist dem ersten Ausgang des Planetendifferentials eine Übertragungswelle zur Leistungsübertragung an das zweite Rad zugeordnet, welche parallel zur Rotorachse des Elektromotors ist. Des weiteren ist eine erste Drehzahl/Drehmomentenwandlungseinrichtung vorgesehen, welche den zweiten Ausgang des Planetendifferentials mit der Übertragungswelle koppelt und eine zweite Drehzahl/Drehmomentenwandlungseinrichtung, welche die Übertragungswelle mit der Radachse des zweiten Rades koppelt. Die erste und/oder die zweite Drehzahl/Drehmomentenwandlungseinrichtung können in konstruktiv einfacher Weise als Stimradzug ausgebildet sein.Another conceivable possibility with regard to the combination of the couplings is to form the input of the planetary differential from the ring gear and the first output of the planetary differential optionally from the sun gear or the web, with the second output then being formed by the web or the sun gear. In this case, the first output of the planetary differential is assigned a transmission shaft for transmitting power to the second wheel, which is parallel to the rotor axis of the electric motor. Furthermore, a first speed/torque conversion device is provided, which couples the second output of the planetary differential to the transmission shaft, and a second speed/torque conversion device, which couples the transmission shaft to the wheel axis of the second wheel. The first and/or the second speed/torque conversion device can be designed in a structurally simple manner as a spur gear train.
Vorzugsweise wird auch hier aus Platzgründen die Antriebsmaschine, insbesondere die Transversalflußmaschine, koaxial zu den Radantriebswellen bzw. zu der geometrisch gedachten Achse zwischen den beiden anzutreibenden Rädern angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß der vorhandene Bauraum günstiger ausgenutzt werden kann.Here too, for reasons of space, the drive machine, in particular the transverse flux machine, is preferably arranged coaxially to the wheel drive shafts or to the geometrically imaginary axis between the two wheels to be driven. This has the advantage that the available installation space can be used more effectively.
{milgl^stungsverzweigijig" / a)^*C0129Äg /13. Januar 1998{milgl^stungsverzweigijig" / a)^*C0129Äg /13 January 1998
Eine Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe ist nachfolgend anhand einer Figur erläutert.An embodiment of the inventive solution to the problem is explained below using a figure.
Die Figur verdeutlicht schematisch einen Ausschnitt aus einem Antriebssystem für Fahrzeuge, insbesondere Busse. Die Antriebseinheit 1 umfaßt neben einer hier nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine und einem Generator eine Antriebsmaschine 2, welche als Elektromotor, vorzugsweise als Transversalflußmaschine, ausgeführt ist und die vom Generator angetrieben wird. Die Antriebsmaschine 2 ist im wesentlichen den auf einer gemeinsamen geometrischen Achse A angeordneten Rädern 3 bzw. 4 zugeordnet. Dabei kann es sich sowohl um die Hinterräder als auch um die Vorderräder eines Fahrzeuges handeln, wobei letztgenannte Variante vorzugsweise angewandt wird. Die von der Antriebsmaschine 2, im dargestellten Fall von der Transversalflußmaschine, erzeugte Leistung wird auf die beiden anzutreibenden Räder 3 und 4 aufgeteilt. Zu diesem Zweck ist die Antriebsmaschine 2, insbesondere die Transversalflußmaschine, baulich im Bereich des einen Rades, hier des Rades 3, angeordnet. Der Rotor 5, insbesondere die Rotorwelle der Antriebsmaschine 2 ist entweder, wie hier dargestellt, vorzugsweise koaxial zur Radachse AR3 des Rades 3 angeordnet oder aber parallel zu dieser.The figure schematically illustrates a section of a drive system for vehicles, in particular buses. The drive unit 1 in addition to an internal combustion engine (not shown here) and a generator, comprises a drive machine 2, which is designed as an electric motor, preferably as a transverse flux machine, and which is driven by the generator. The drive machine 2 is essentially assigned to the wheels 3 and 4 arranged on a common geometric axis A. This can be either the rear wheels or the front wheels of a vehicle, with the latter variant preferably being used. The power generated by the drive machine 2, in the case shown by the transverse flux machine, is divided between the two wheels 3 and 4 to be driven. For this purpose, the drive machine 2, in particular the transverse flux machine, is structurally arranged in the area of one wheel, here wheel 3. The rotor 5, in particular the rotor shaft of the drive machine 2 is either, as shown here, preferably arranged coaxially to the wheel axis AR3 of the wheel 3 or parallel to it.
Es ist eine Einrichtung zur Leistungsaufteilung und Übertragung 6 vorgesehen. Diese umfaßt ein Planetendifferential 7, welches über eine Übertragungswelle 8 und einen Stirnräderzug 9 mit der Radachse AR4 des Rades 4 in Triebverbindung steht. Das Planetendifferential 7 umfaßt üblicherweise ein Sonnenrad 10, Planetenräder 11, hier 11.1 und 11.2, sowie ein Hohlrad 12 und den Steg 13. Der Steg 13 fungiert als Eingang des Planetendifferentials und ist vorzugsweise drehfest mit dem Rotor 5 der Antriebsmaschine 2 verbunden. Die Rotorwelle 5 und die Einrichtung zur Leistungsaufteilung 6 sind hier koaxial zur Radachse AR3 angeordnet.A device for power distribution and transmission 6 is provided. This comprises a planetary differential 7, which is connected to the wheel axle AR4 of the wheel 4 via a transmission shaft 8 and a spur gear train 9. The planetary differential 7 usually comprises a sun gear 10, planetary gears 11, here 11.1 and 11.2, as well as a ring gear 12 and the web 13. The web 13 functions as the input of the planetary differential and is preferably connected in a rotationally fixed manner to the rotor 5 of the drive machine 2. The rotor shaft 5 and the device for power distribution 6 are arranged coaxially to the wheel axle AR3.
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Die Einrichtung zur Leistungsaufteilung und Übertragung umfaßt zwei Ausgänge - einen ersten Ausgang A1 und einen zweiten Ausgang A2. Den ersten Ausgang des Planetendifferentials 7 bildet das Sonnenrad 10, welches mit einer koaxial zur Radachse AR3 angeordneten Radantriebswelle koppelbar ist. Vorzugsweise steht das Sonnenrad 10 mit der zur Radachse AR3 koaxialen Radantriebswelle in direkter Triebverbindung. Denkbar ist jedoch auch bei paralleler Anordnung der Sonnenradwelle zur Radachse AR3 bzw. Radantriebswelle eine Leistungsübertragung über zusätzliche Drehzahl-Drehmomentenwandlungseinheiten. Bei diesen Drehmoment-Drehzahlübertragungseinheiten handelt es sich bei achsversetzter Anordnung von Antriebsmaschine 2, insbesondere der Transversalflußmaschine, zur Radachse AR3, unter welcher die Symmetrieachse des Rades 3 zu verstehen ist, im allgemeinen um einfache Stirnradzüge.The device for power distribution and transmission comprises two outputs - a first output A1 and a second output A2. The first output of the planetary differential 7 is formed by the sun gear 10, which can be coupled to a wheel drive shaft arranged coaxially to the wheel axis AR3. Preferably, the sun gear 10 is in direct drive connection with the wheel drive shaft coaxial to the wheel axis AR3. However, it is also conceivable that power can be transmitted via additional speed-torque conversion units if the sun gear shaft is arranged parallel to the wheel axis AR3 or the wheel drive shaft. In the case of these torque-speed transmission units, in the case of an axially offset arrangement of the drive machine 2, in particular the transverse flux machine, to the wheel axis AR3, by which the axis of symmetry of the wheel 3 is to be understood, these torque-speed transmission units are generally simple spur gear trains.
Der Antrieb des Rades 4 erfolgt über den zweiten Ausgang der Leistungsaufteilungs- und Übertragungseinrichtung 6. Den zweiten Ausgang A2 bildet das Hohlrad 12. Dieses weist eine Außenverzahnung auf. Das Hohlrad 12 kämmt dabei mit einem Stirnrad 14, welches drehfest mit der Übertragungswelle 8 verbunden ist. Ebenfalls drehfest mit der Übertragungswelle 8 verbunden ist das Stirnrad 16 des Stirnradzuges 9, welches mit dem Stirnrad 17 in Eingriff steht. Das Stirnrad 17 wiederum ist beispielsweise drehfest mit der zur Radachse AR4 koaxialen Radantriebswelle gekoppelt.The wheel 4 is driven via the second output of the power distribution and transmission device 6. The second output A2 is formed by the ring gear 12. This has external teeth. The ring gear 12 meshes with a spur gear 14, which is connected in a rotationally fixed manner to the transmission shaft 8. Also connected in a rotationally fixed manner to the transmission shaft 8 is the spur gear 16 of the spur gear train 9, which is in engagement with the spur gear 17. The spur gear 17, in turn, is, for example, coupled in a rotationally fixed manner to the wheel drive shaft, which is coaxial with the wheel axle AR4.
Die von der Antriebsmaschine 2 erzeugte Leistung wird somit gleichmäßig auf beide Räder 3 und 4 über die entsprechenden Einrichtungen aufgeteilt. Damit können größere Transversalflußmaschinen, als üblicherweise zum Radantrieb verwendet, eingesetzt werden. Vorzugsweise wird aus Platzgründen die Transversalflußmaschine 2, wie in der Figur dargestellt, koaxial zur Radachse AR3 des Rades 3 angeordnet. Eine versetzte Anordnung der Radachse AR3 des Rades 3 und der Rotorwelle der Transversalflußmaschine 2 sind ebenfallsThe power generated by the drive machine 2 is thus evenly distributed between both wheels 3 and 4 via the corresponding devices. This means that larger transverse flux machines can be used than those usually used for wheel drive. For reasons of space, the transverse flux machine 2 is preferably arranged coaxially to the wheel axis AR3 of the wheel 3, as shown in the figure. An offset arrangement of the wheel axis AR3 of the wheel 3 and the rotor shaft of the transverse flux machine 2 is also possible.
G 05607GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / '&Egr;-Antrieb mit LeisTiJig^eeweiguSg" /lak/sl&OI 29/Jg / J3?4viiar 1998G 05607GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / '&Egr; drive with high performance" /lak/sl&OI 29/Jg / J3?4viiar 1998
denkbar, wobei jedoch zusätzliche Übertragungseinrichtungen vorgesehen werden müssen.conceivable, although additional transmission facilities must be provided.
Zur Drehmomenten-/Drehzahlwandlung und Leistungsaufteilung sowie
Übertragung sind weitere konstruktive Ausführungen denkbar. Wesentlich ist jedoch, daß der Transversalflußmaschine in Kraftflußrichtung in Bezug auf das
Rad 4 ein Differential, beispielsweise ein Planetenraddifferential oder aber
auch ein Kegelraddifferential, nachgeschaltet ist. In die vereinfachte
Ausführung entsprechende Figur können jedoch nach Bedarf weitere
Drehzahl-/ Drehmomentenwandlungseinheiten eingefügt werden. Die Figur stellt lediglich ein aufgrund der geringen Bauteilanzahl bevorzugtes
Ausführungsbeispiel mit Leistungsverzweigung zum Antrieb zweier Hinteroder Vorderräder 3 und 4 dar. Weitere konstruktive Ausführungen liegen
jedoch im Ermessen des Fachmannes und hängen im einzelnen von den konkreten Einsatzerfordernissen und gegebenen Bauraum kapazitäten ab.For torque/speed conversion and power distribution as well as
Transmission, other structural designs are conceivable. However, it is essential that a differential, for example a planetary gear differential or a bevel gear differential, is connected downstream of the transverse flux machine in the direction of force flow in relation to wheel 4. In the simplified
However, if required, further figures can be added to the corresponding
Speed/torque conversion units can be inserted. The figure only represents a preferred option due to the small number of components.
Embodiment with power split to drive two rear or front wheels 3 and 4. However, further structural designs are at the discretion of the expert and depend in detail on the specific application requirements and given installation space capacities.
Claims (14)
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:2. Drive unit according to claim 1,
characterized by the following features:
Drehzahl/Drehmomentenwandlungseinrichtung als Stirnradzug ausgebildet sind.11. Drive unit according to claim 10, characterized in that the first and/or the second
Speed/torque conversion device is designed as a spur gear train.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29800582U DE29800582U1 (en) | 1997-01-24 | 1998-01-15 | Drive unit for vehicles, especially for city buses |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702471 | 1997-01-24 | ||
| DE29800582U DE29800582U1 (en) | 1997-01-24 | 1998-01-15 | Drive unit for vehicles, especially for city buses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29800582U1 true DE29800582U1 (en) | 1998-04-16 |
Family
ID=7818245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29800582U Expired - Lifetime DE29800582U1 (en) | 1997-01-24 | 1998-01-15 | Drive unit for vehicles, especially for city buses |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29800582U1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19860618C1 (en) * | 1998-12-29 | 2000-05-25 | Voith Turbo Kg | Electric drive machine unit for direct vehicle drive has compensating gearbox unit connected between rotor and driven shafts integrated into housing contg. rotor(s) and stator unit |
| WO2020176866A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | Allison Transmission, Inc. | Axle assembly for low floor vehicle |
| US11505061B2 (en) | 2018-05-10 | 2022-11-22 | Allison Transmission, Inc. | Axle assembly for low floor vehicle |
| US12059958B2 (en) | 2018-10-04 | 2024-08-13 | Allison Transmission, Inc. | Electric axle assembly for low floor vehicle |
| DE102024200484A1 (en) * | 2024-01-19 | 2025-07-24 | Zf Friedrichshafen Ag | Drive unit for a vehicle axle |
-
1998
- 1998-01-15 DE DE29800582U patent/DE29800582U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19860618C1 (en) * | 1998-12-29 | 2000-05-25 | Voith Turbo Kg | Electric drive machine unit for direct vehicle drive has compensating gearbox unit connected between rotor and driven shafts integrated into housing contg. rotor(s) and stator unit |
| US11505061B2 (en) | 2018-05-10 | 2022-11-22 | Allison Transmission, Inc. | Axle assembly for low floor vehicle |
| US12059958B2 (en) | 2018-10-04 | 2024-08-13 | Allison Transmission, Inc. | Electric axle assembly for low floor vehicle |
| WO2020176866A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | Allison Transmission, Inc. | Axle assembly for low floor vehicle |
| CN113573932A (en) * | 2019-02-28 | 2021-10-29 | 艾里逊变速箱公司 | Axle assemblies for low floor vehicles |
| GB2595168A (en) * | 2019-02-28 | 2021-11-17 | Allison Transm Inc | Axle assembly for low floor vehicle |
| US11220168B2 (en) | 2019-02-28 | 2022-01-11 | Allison Transmission, Inc. | Axle assembly for low floor vehicle |
| GB2595168B (en) * | 2019-02-28 | 2023-02-01 | Allison Transm Inc | Axle assembly for low floor vehicle |
| GB2610994A (en) * | 2019-02-28 | 2023-03-22 | Allison Transm Inc | Axle assembly for low floor vehicle |
| GB2610994B (en) * | 2019-02-28 | 2023-10-04 | Allison Transm Inc | Axle assembly for low floor vehicle |
| US11970053B2 (en) | 2019-02-28 | 2024-04-30 | Allison Transmission, Inc. | Axle assembly for low floor vehicle |
| DE102024200484A1 (en) * | 2024-01-19 | 2025-07-24 | Zf Friedrichshafen Ag | Drive unit for a vehicle axle |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980528 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010308 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20040330 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20060208 |
|
| R071 | Expiry of right |