ITMI992057A1

ITMI992057A1 - Cambio ad ingranaggi particolarmente per autoveicoli

Info

Publication number: ITMI992057A1
Application number: IT1999MI002057A
Authority: IT
Inventors: Gunter Hirt; Martin Brandt
Original assignee: Luk Getriebe Systeme Gmbh
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1999-10-01
Publication date: 2001-04-01
Also published as: AU1261900A; FR2784057A1; FR2784058A1; FR2784058B1; IT1314071B1; WO2000020242A2; WO2000020242A8; ITMI992058A1; ITMI992058A0; US20020082134A1; GB2359865B; JP2003529477A; US6502652B2; DE19981968B4; GB2359865A; US20010022245A1; KR20010085872A; WO2000020243A1; IT1314070B1; US6506139B2

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un cambio, in particolare per autoveicoli, come un cambio a ingranaggi, con almeno due alberi, come un albero di ingresso, un albero di uscita ed eventualmente un albero di rinvio, con una pluralità di coppie di ingranaggi, con ingranaggi, come ingranaggi folli, connettibili in modo solidale nella rotazione, per mezzo di innesti, con un primo albero, e con ingranaggi disposti in modo solidale nella rotazione con un albero, come ingranaggi di marcia.

Tali cambi sono attualmente noti in autoveicoli. Essi presentano lo svantaggio che essi non sono in grado di cambiare sotto carico, ciò significa che esiste un'interruzione della forza di trazione ad ogni processo di cambio per variare il rapporto di trasmissione.

Inoltre in particolare in veicoli con motori termici montati trasversalmente rispetto alla direzione di marcia, lo spazio di ingombro assiale della catena di azionamento è limitato, cosicché motori elettrici montati assialmente sulla catena di azionamento, previsti per ravviamento del motore termico, come generatore per la generazione di energia elettrica da energia cinetica e/o come sorgente di azionamento supplementare, sono integrabili soltanto con difficoltà. Proprio l'impiego di simili motori elettrici con molteplici scopi di impiego è però desiderato in concetti di azionamento moderni.

E' quindi compito dell'invenzione migliorare un cambio del tipo menzionato precedentemente in modo tale che, con ingombro ottimizzato, possa venire integrato un motore elettrico, per esempio come avviatore del motore elettrico, come generatore di corrente e/o come sorgente di azionamento alternativo o supplementare nel cambio, ove il cambio non presenta o presenta almeno soltanto una ridotta interruzione della forza di trazione durante il processo di cambio fra due rapporti di trasmissione.

Il compito viene risolto mediante un cambio, come cambio a ingranaggi, con almeno due alberi, cioè un albero di ingresso del cambio, azionabile da un motore termico per mezzo di un albero a manovella, un albero di uscita del cambio ed eventualmente un albero di rinvio, con una pluralità di coppie di ingranaggi e un motore elettrico, ove il motore elettrico presenta almeno un rotore e uno statore, ed è collegabile per mezzo di almeno un innesto ad almeno uno degli alberi.

A tal scopo il rotore può essere disposto direttamente intorno ad un albero, albero di azionamento o albero di presa di moto del cambio, ove fra il rotore e l'albero è efficace una frizione e il secondo albero può essere accoppiabile anch'esso mediante una frizione al motore elettrico. Inoltre il motore elettrico può essere orientato per mezzo dell'albero del rotore parallelamente a uno dei due alberi, ove l'albero del rotore può essere azionato a rotazione da un albero oppure può azionare quest'ultimo, per esempio mediante un ingranaggio di marcia o un ingranaggio previsto a tal scopo separatamente. Anche azionamenti mediante cinghie e catene, che possono predeterminare inoltre un rapporto di trasmissione, che è variabile automaticamente, per esempio tramite una trasmissione con mezzo di avvolgimento regolabile in modo continuo, sono particolarmente vantaggiosi.

Inoltre l'accoppiamento del motore elettrico può avvenire tramite un volano, in particolare un volano del motore termico.

Un cambio secondo l'invenzione può essere in linea di principio un cambio a ingranaggi con almeno due alberi, per esempio con un albero di ingresso del cambio e un albero di uscita del cambio ed eventualmente un albero di rinvio, e presentare una pluralità di coppie di ingranaggi, ove primi ingranaggi come ingranaggi folli delle rispettive coppie di ingranaggi sono connettibili con un primo albero per mezzo di innesti per esempio manicotti scorrevoli, e secondi ingranaggi sono connessi in modo fisso con un secondo albero, e almeno una delle frizioni rispettivamente manicotto scorrevole per la variazione del rapporto di trasmissione può venire azionato in modo automatizzato per mezzo di un attuatone per esempio un motore elettrico, un elettromagnete o per mezzo di un dispositivo idraulico o pneumatico. Una simile frizione può essere una frizione ad accoppiamento per attrito o ad accoppiamento di forma e - anche nel caso di impiego di manicotti scorrevoli come connessione accoppiabile fra albero e ingranaggio folle - possono disporre di dispositivi di sincronizzazione corrispondenti.

Inoltre per un simile cambio secondo l'invenzione può essere vantaggioso configurare il motore elettrico commutabile fra gli almeno due alberi, per esempio l'albero di ingresso del cambio e l'albero di uscita del cambio. In un ulteriore esempio di esecuzione soltanto un albero può venire configurato connettibile con il motore elettrico per mezzo di una frizione, che parimenti può venire azionata in modo automatizzato da un attuatone secondo il modo indicato precedentemente, cioè o l'albero di presa di<' >moto del cambio e/o l'albero di ingresso del cambio.

Per l'ulteriore soluzione del compito alla base dell'invenzione il motore elettrico può venire fatto funzionare in modo tale che durante un procedimento di cambio per la variazione del rapporto di trasmissione del cambio da uno stadio in quello successivo, un'interruzione della forza di trazione viene ridotta trasmettendo all'albero di presa di moto un momento torcente generato dal motore elettrico. A tal scopo per esempio il motore elettrico durante un processo di cambio, che è suddiviso nei passi svolgentisi nella sequenza menzionata disinnesto della frizione di avviamento, disinnesto della marcia momentanea, innesto della marcia successiva, innesto della frizione di avviamento, può venire fatto funzionare come segue: l'attivazione del motore elettrico avviene quando il momento trasmesso dal motore termico alla frizione di avviamento non viene più trasmesso completamente all'albero di azionamento del cambio, cioè quando la frizione inizia a slittare. In questo caso il momento che sta riducendosi, trasmesso tramite la frizione di avviamento che si apre, viene compensato almeno parzialmente da una quantità di momento torcente crescente del motore elettrico. Poiché gli intervalli di tempo corrispondenti durante un cambio sono molto brevi, può essere vantaggioso predisporre la potenza nominale del motore elettrico in caso di sollecitazione continua, al di sotto del momento torcente massimo da compensare durante un processo di cambio e sovraccaricare termicamente il motore elettrico in questo breve intervallo di tempo, per esempio al massimo del 300% della potenza nominale, per cui il dimensionamento del motore elettrico può venire minimizzato. Lo sviluppo del momento torcente del motore elettrico viene comandato in questo caso vantaggiosamente in modo tale che il momento torcente presente sull'albero di uscita del cambio, a partire dal momento torcente necessario per la marcia inserita può venire avvicinato in modo omogeneo, per esempio approssimativamente lineare e/o continuo, al momento torcente necessario del nuovo stadio di marcia. Può essere però anche vantaggioso configurare il momento torcente di ausilio del motore elettrico, in particolare in caso di motori elettrici dimensionati molto piccoli, in modo tale che durante l'interruzione della forza di trazione venga messo a disposizione soltanto un momento torcente più piccolo del momento torcente minore, necessario nell'istante del cambio, per i due stadi di marcia da cambiare, per esempio fra il 100% e il 30%, preferibilmente fra il 100% e il 50% del momento torcente necessario dello stadio di marcia con il momento torcente necessario minore.

E' inoltre vantaggioso se l'albero di ingresso del cambio è connettibile con l'albero a manovella del motore termico, per esempio tramite una frizione di avviamento comandabile automaticamente con l'ausilio di un attuatore o comandabile manualmente, la quale può essere una frizione a secco o una frizione a lamelle o una frizione idrodinamica, per esempio un convertitore idrodinamico o una frizione Fòttinger, eventualmente con una frizione di superamento del convertitore. Ugualmente vantaggiosa può essere anche una frizione di avviamento, che è disposta su un volano diviso. La frizione di avviamento può essere alloggiata vantaggiosamente nella campana della frizione fra motore termico e cambio o all'interno del cambio. Inoltre la frizione che connette il motore elettrico con l'albero di ingresso può essere eseguita con la frizione di avviamento come frizione doppia, e può essere disposta nella campana della frizione o nel cambio. In casi di impiego speciali può essere anche vantaggioso disporre all'esterno del cambio la frizione che accoppia il motore elettrico all'albero e rinunciare ad una frizione di avviamento.

Il collegamento delle diverse frizioni come frizione di avviamento, frizioni per ingranaggi folli nonché frizioni per l'accoppiamento del motore elettrico all'albero di ingresso e/o di uscita avviene - come già menzionato - con l'ausilio di attuatori. In questo caso in linea di principio l'attuatore mediante corrispondente esecuzione può azionare tutte le frizioni o almeno più, in particolare due, frizioni, per esempio mediante un attuatore, che può azionare per mezzo di uno scorrevole di comando il corrispondente dispositivo idraulico o pneumatico, almeno costituito da una pompa idraulica, un cilindro ricevente nonché un dispositivo di alimentazione di pressione e il corrispondente sistema di condutture, collegante i componenti, o mediante un motore elettrico, che può azionare più frizioni tramite corrispondenti tiranterie. Particolarmente vantaggioso è la riunione di frizioni che vengono azionate nello stesso asse e vantaggiosamente in direzioni differenti o lungo percorsi di disinnesto differentemente lunghi, come per esempio frizioni doppie e/o frizioni azionanti ingranaggi folli di un albero, o manicotti scorrevoli. Così per esempio può essere particolarmente vantaggioso l'impiego di un attuatore per la commutazione delle frizioni e l'impiego di un secondo attuatore per la selezione del rapporto di trasmissione da cambiare per mezzo della frizione corrispondente o manicotto scorrevole - come è noto di per sé da cambi di velocità tradizionali, azionati manualmente o automaticamente, per esempio per mezzo di due motori elettrici, secondo il principio di cambio a H. Per prevedere un andamento di cambio ottimizzato gli attuatori, in particolare motori elettrici o elettromagneti, possono essere equipaggiati con un rapporto di riduzione o di moltiplicazione collegati in cascata con questi.

Il motore elettrico sull'albero di azionamento del cambio, con frizione innestata fra albero di azionamento e motore elettrico, può avviare direttamente il motore termico, ove può essere vantaggioso prevedere una frizione di avviamento, per cui può venire eseguito anche un avviamento a impulso, in quanto un volano previsto sull'albero a manovella può venire innanzitutto accelerato dal motore elettrico, e con l'energia cinetica instaurata corrispondentemente, con o senza aiuto contemporaneo da parte del motore elettrico, può venire avviato il motore termico. Quando il motore elettrico è connesso in modo accoppiabile con l'albero di presa di moto, tramite una connessione corrispondente, per esempio una coppia di ingranaggi di un rapporto di trasmissione, può venire effettuata una connessione con l'albero di azionamento e con ciò, con frizione di avviamento innestata e nel caso di funzionamento dell'ingranaggio lato presa di moto come ingranaggio folle, può venire avviato il motore termico.

Inoltre il motore elettrico può azionare almeno una parte del cambio, cioè almeno uno stadio di marcia come sorgente di azionamento, per esempio il primo stadio di marcia o la marcia indietro. In questo caso la connessione accoppiabile fra l'albero di azionamento rispettivamente albero di presa di moto può venire effettuata direttamente dalla coppia di ingranaggi, e l'ingranaggio disposto sull'albero, che forma il collegamento con il motore elettrico, può essere un ingranaggio folle, che è connettibile con l'albero per mezzo di una frizione.

Un'ulteriore funzione del motore elettrico, il cui rotore può essere azionato a rotazione da una parte del cambio, per esempio una coppia di ingranaggi di uno stadio di marcia, può essere la conversione di energia meccanica rispettivamente cinetica in energia elettrica, ove l'energia elettrica può essere alimentabile in un accumulatore, per esempio in una batteria a corrente superiore. L'energia cinetica può venire ottenuta in questo caso dal motore termico, per esempio durante la marcia o nello stato di quiete con folle inserito nel cambio, in quanto tramite i collegamenti delle frizioni esistenti, per esempio mediante innesto della frizione di avviamento e della frizione che connette il motore elettrico con l'albero di azionamento rispettivamente di presa di moto, viene liberato un flusso di forza dal motore termico al motore elettrico.

Un ulteriore modo è il recupero di energia cinetica durante i processi di decelerazione del veicolo (recupero). Mediante reaiizzazione di un flusso di forza fra motore elettrico e albero di uscita del cambio, per esempio nel caso di motore elettrico disposto sull'albero di presa di moto, mediante chiusura della frizione fra albero di presa di moto e motore elettrico, o, nel caso di motore elettrico disposto sull'albero di ingresso del cambio, mediante una coppia di ingranaggi fra albero di azionamento e albero di presa di moto, ove un ingranaggio folle disposto corrispondentemente è connesso, per mezzo di una frizione o manicotto scorrevole, in modo solidale nella rotazione con l'albero corrispondente - albero di presa di moto o albero di azionamento - e il motore elettrico è collegato operativamente, in modo solidale nella rotazione, per esempio permezzo di un ulteriore ingranaggio sull'albero del rotore del motore elettrico, con l'ingranaggio, disposto sull'albero di azionamento, della suddetta coppia di ingranaggi, ed è disaccoppiabile a scelta per mezzo di un'ulteriore frizione dall'albero di azionamento, l'energia, che altrimenti come energia termica contrasta la frenatura o il momento di trascinamento del motore termico, può venire alimentata al motore elettrico e venir convertita in energia elettrica e immagazzinata. In questo caso può essere vantaggioso accoppiare o disaccoppiare il motore termico per mezzo della frizione di avviamento a seconda dell'effetto di frenatura necessario.

Inoltre il motore elettrico può venire impiegato come unica sorgente di azionamento o sorgente di azionamento che coadiuva il motore termico (funzione ausiliaria o di booster), ove a seconda del modo di marcia desiderato la frizione di avviamento può avvenire innestata, disinnestata o fatta funzionare a slittamento.

Il motore elettrico può venire integrato nel cambio in modo tale che l'asse di rotazione del rotore del motore elettrico sia disposto coassialmente all'albero di ingresso del cambio o all'albero di uscita del cambio, o in modo tale che l'albero del rotore del motore elettrico sia disposto parallelamente all'albero di ingresso o di uscita del cambio.

Un esempio di esecuzione vantaggioso del cambio secondo l'invenzione può venire disposto vantaggiosamente in disposizione frontale-trasversale nel veicolo. Un altro esempio di esecuzione può prevedere una disposizione vantaggiosa frontale-longitudinale, ove è prevedibile anche per altre strutture di catene di azionamento vantaggiose.

Gli attuatori di azionamento delle frizioni o degli elementi del cambio possono essere eseguiti, in differenti esempi di esecuzione, vantaggiosamente con motori elettrici con un movimento di uscita rotatorio di un elemento di uscita, motori elettrici con movimento di uscita lineare, come per esempio anche magnete lineare, attuatori girevoli idraulici (come per esempio pompa a ingranaggi, pompa rotativa a palette, eccetera), attuatori lineari idraulici (come unità a stantuffo e cilindro eccetera), attuatori girevoli pneumatici (pompa rotativa a palette, eccetera), attuatori lineari pneumatici (stantuffi, eccetera), attuatori piezoelettrici e attuatori termomeccanici.

Fra i motori e gli elementi di azionamento l'attuatore di azionamento può presentare riduttori, come per esempio trasmissioni meccaniche secondo il tipo seguente: leva, cuneo, trasmissione a camme, asta filettata, vite motrice, ingranaggio a denti frontali, gruppo planetario, eccetera, trasmissioni idrauliche, trasmissioni pneumatiche (pompa idraulica/cilindro ricevente) o trasmissioni a mezzo in pressione in generale.

Per l'articolazione dell'elemento comandato, a seconda dell'esempio di esecuzione può venire impiegata vantaggiosamente una delle seguenti forme della catena di trasmissione. Possono venire impiegate catene di trasmissione regolabili o autoregolanti, come percorsi meccanici come leva, cavo flessibile, sbarra, scorrevole, cuneo, trasmissione a carme eccetera, percorso idrostatico, come pompa idraulica/cilindro ricevente con o senza foro di aerazione, catena idrodinamica, catena pneumatica.

Gli attuatori di azionamento per l’azionamento del cambio di marcia e della selezione della marcia successiva possono venire riuniti anche mediante un cambio intermedio. Così è possibile comandare più coppie di marce di quanti non siano gli attuatori. Esempi a tal scopo sono cambi a distribuzione corrispondentemente allo schema di cambio a H, o un cilindro di cambio, che cambia qualsiasi numero di marce con un attuatore.

La frizione, come frizione di avviamento o le frizioni per l'accoppiamento del motore elettrico possono essere eseguite come frizioni convenzionali a spinta o a trazione, che mediante un precarico a molla di un accumulatore di energia vengono tenute innestate in uno stato non azionato dall'accumulatore di forza. Inoltre simili frizioni possono essere frizioni a forza ridotta, autoregolanti, che compensano automaticamente un'usura per esempio delle guarnizioni di attrito. La frizione in un ulteriore esempio di esecuzione può essere anche una frizione a spinta, che permezzo dell'attuatore deve venire azionata almeno parzialmente o con una forza parziale, affinchè essa venga innestata.

Vantaggiosamente vi è un ammortizzatore di vibrazioni torsionali nella catena di azionamento per esempio con una unità armiortizzatrice a molla fra frizione di avviamento/frizione di cambio e motore. Questo ammortizzatore può essere integrato nel disco della frizione o in un volano a due masse.

I sensori per la determinazione dei numeri di giri di albero di ingresso, albero di uscita e albero a manovella come sensori di numeri di giri, rivelano i numeri di giri di motore e cambio. Ove il numero di giri di presa di moto può venire calcolato anche dal numero di giri di ruota. Inoltre può essere opportuno quando è disposto un sensore di numero di giri sull'albero di ingresso.

Inoltre al cambio secondo l'invenzione di un autoveicolo possono appartenere inoltre secondo l'invenzione:

unità di comando con microprocessore con elaborazione di segnali, elettronica, logica di comando, amplificatori di segnali, sistemi di bus dati, eccetera.

• Sistemi di indicazione come luce di segnalazione, cicalino di segnalazione, indicatore di marcia, eccetera.

<■ >Elemento di azionamento come pomello del cambio, interruttore, eccetera.

<■ >Programmi con elemento di selezione per la selezione di: sistema automatico, cambio di marcia manuale, marcia invernale, marcia sportiva, riconoscimento del guidatore, eccetera.

<■ >Comando elettronico del motore con comando elettronico dell'alimentazione di combustibile come iniezione di gas, nel motore a combustione interna (mediante motore elettrico, elettronicamente, eccetera).

<■ >Sensoristica per la rivelazione del numero di giri del motore, numero di giri di ruota, riconoscimento dell'apertura di porta, riconoscimento dell'apertura del cofano motore, eccetera.

<• >Comunicazione di dati e di segnali di comando fra apparecchi di comando del cambio e apparecchio di comando del motore termico.

Nel caso di un cambio menzionato precedentemente un motore elettrico può integrare un motorino di avviamento, come avviatore, un generatore, come dinamo, uno starter-generatore, un azionamento a ritardo/supplementare. Qui si tratta vantaggiosamente di un motore elettrico che soddisfa le seguenti funzioni, come avviamento del motore termico e generazione della corrente elettrica per la rete di bordo dell'autoveicolo ed eventualmente come freno elettrico con recupero di energia, ove energia elettrica in eccesso viene alimentata nuovamente all'azionamento. Vantaggiosamente il motore elettrico può fornire assistenza anche alla sincronizzazione del cambio, e può venire impiegato analogamente e vantaggiosamente per frenare a veicolo fermo l'albero di ingresso del cambio al numero di giri zero. Perciò in singoli esempi di esecuzione si possono risparmiare anelli sincronizzatori. Anche per spianare durante fase di cambio ritorni di momento torcente, il motore elettrico è comandabile vantaggiosamente in modo mirato per mettere disposizione momento torcente in queste fasi.

Il motore elettrico può agire sul lato del motore, cioè sul volano, come anche sul volano primario e secondario di un volano a due masse. In un ulteriore esempio di esecuzione è vantaggioso se il motore elettrico agisce sull'albero di ingresso del cambio o contro quest'ultimo, ove questo può essere disposto sia coassialmente che ad asse spostato. Il motore elettrico può azionare il motore termico o l'albero di ingresso direttamente o tramite un cambio intermedio. Questo cambio intermedio può avere un rapporto di trasmissione costante o variabile. Si può commutare fra più rapporti di trasmissione costanti, oppure può venire regolato il rapporto di trasmissione in modo continuo. Un rapporto di trasmissione può venire per esempio comandato da forza centrifuga o permezzo di un attuatore.

Il movimento di rotazione del motore elettrico può venire trasmesso all'albero del motore o all'albero di ingresso del cambio mediante i seguenti mezzi di trasmissione:

<■ >Dentature (ingranaggio a denti frontali, dentatura conica, eccetera) ■ Trasmissione ad avvolgimento (catene, cinghie trapezoidali, cinghie dentate eccetera) <■ >Trasmissioni idrauliche (pompa/motore eccetera).

Il processo di avviamento può avvenire in questo caso fra l'altro in due modi. 0 il motore elettrico accelera direttamente il motore termico, oppure il motore elettrico viene azionato innanzitutto da solo e aziona poi, a partire dal numero di giri più elevato, il motore termico, poiché per esempio è stata chiusa una frizione ad attrito. Un tale avviamento del motore è possibile tramite la frizione di avviamento dopo che il motore elettrico ha accelerato prima l'albero di ingresso del cambio.

Nel caso dei cambi secondo l'invenzione, per esempio la piena potenza del motore elettrico è collegabile alla catena di presa di moto o all'albero di presa di moto o all'albero di ingresso del cambio. In altre condizioni di funzionamento del cambio può essere però anche sufficiente collegare una parte della piena potenza del motore elettrico all'albero di ingresso o all'albero di uscita.

Il motore elettrico è commutabile fra l'albero di ingresso del cambio e l'albero di uscita del cambio.

Il motore elettrico può agire sull'albero di ingresso del cambio per: l'avviamento del motore di azionamento, la generazione di energia elettrica da energia cinetica del motore o del cambio, il recupero di energia per ridurre il numero di giri del motore elettrico (variazione del rapporto di trasmissione per il motore elettrico fra albero di ingresso e albero di presa di moto), per l'avviamento con il motore elettrico come motore di azionamento per il veicolo, per il potenziamento con il motore elettrico come sorgente di<' >azionamento supplementare oltre al motore termico del veicolo, per la marcia indietro.

Il motore elettrico può venire collegato all'albero di presa di moto del cambio per: il superamento dell'interruzione della forza di trazione durante un processo di azionamento del cambio, in cui per esempio la frizione di avviamento lato ingresso viene aperta almeno parzialmente, per la generazione di energia elettrica ed energia cinetica del motore o del cambio, per il recupero di energia per ridurre il numero di giri del motore elettronico (variazione del rapporto di trasmissione per il motore eìettronico fra albero di ingresso e di presa di moto), per l'avviamento con il motore elettronico come motore di azionamento del veicolo, per il potenziamento con il motore elettronico come sorgente di azionamento supplementare oltre al motore termico del veicolo, per la marcia indietro.

Vantaggiose varianti di esecuzione sono le seguenti: il motore elettrico agisce su un gruppo di ingranaggi di una marcia - il motore elettrico agisce su un ingranaggio sull'albero di ingresso

- il motore elettrico agisce su un ingranaggio sull'albero di presa di moto

- il motore elettrico agisce su un gruppo di ingranaggi della marcia indietro.

Le frizioni del gruppo di ingranaggi con motore elettrico possono essere eseguite vantaggiosamente come segue:

- frizione ad accoppiamento di forma o per attrito su un ingranaggio sull'albero di ingresso

- frizione ad accoppiamento di forma o per attrito su un ingranaggio sull'albero di presa di moto.

Una frizione ad accoppiamento per attrito può venire impiegata su un ingranaggio sull'albero di ingresso come frizione di avviamento.

Gli attuatori possono essere eseguiti vantaggiosamente come segue: azionati elettricamente, azionati da mezzi in pressione, come idraulicamente o pneumaticamente.

Vantaggiosamente possono avvenire azionamenti multipli di un attuatore di frizioni di cambio del gruppo di ingranaggi con motore elettrico o di tutti gli elementi del cambio (cilindro di cambio, albero del cambio centrale).

Un cambio fra motore elettrico e gruppo di ingranaggi di marcia è eseguito vantaggiosamente come segue:

- direttamente (coassialmente)

- con rapporto costante di moltiplicazione/riduzione con ingranaggio intermedio

- con rapporto costante di moltiplicazione/riduzione con stadio ad ingranaggi

- con cambio regolabile in modo continuo

- con un cambio azionabile a gradini.

Una stima per un veicolo per quanto riguarda i rapporti di trasmissione e il fabbisogno di potenza del motore elettrico indica come esigenza minima una potenza nominale da circa 2 a 20 kW, vantaggiosamente nel campo di 10 kW in caso di sovraccaricabilità breve del motore elettrico. Quando il funzionamento di marcia a motore elettrico deve essere paragonabile al funzionamento di marcia a motore termico e per esempio il primo stadio di trasmissione deve venire sostituito da un rapporto di trasmissione comandato elettricamente, è opportuno se viene prevista una potenza nominale di circa 35 kW.

Il concetto di catena di azionamento di un cambio secondo l'invenzione prevede che l'azionamento della frizione di avviamento e del cambio di velocità avvenga in modo automatizzato. Un comando assume il coordinamento nonché la regolazione del motore elettrico. Il comando comunica con altri apparecchi di comando del veicolo, per esempio mediante un bus CAN.

Il comando del cambio può venire combinato con altri comandi, per esempio comando del motore termico e sistema di regolazione del freno (per esempio freno elettrico), per il recupero di energia di movimento. La predeterminazione del modo di funzionamento e la predeterminazione di marcia possono provenire da un comando della catena di azionamento sovraordinato.

In collegamento con

<■ >servosterzo a motore elettrico

<• >pompa dell'acqua di raffreddamento a motore elettrico <■ >eventualmente ulteriori gruppi elettrificati

il piano della cinghia trapezoidale può mancare completamente, per cui il motore termico presenta attrito minore.

Motore elettrico:

Esso deve potere venire fatto funzionare sia a motore sia a generatore e il momento - entro il limite di potenza - deve essere regolabile per mezzo di regolazione di tensione il più possibile indipendentmenete dal numero di giri del rotore, affinchè tramite un comando adeguato possa venire regolato il punto di azionamento desiderato nel campo caratteristico (indebolimento del campo eccitatore). E' favorevole anche una elevata sovraccaricabilità per breve tempo, poiché nel caso dei modi di funzionamento avviamento e superamento delle interruzioni della forza di trazione sono necessarie soltanto per breve tempo elevate potenze.

Quando la marcia indietro del cambio a marce deve venire sostituita da un funzionamento puramente elettrico, il motore elettrico può venire predisposto per entrambe le direzioni di rotazione e l'elettronica di potenza può realizzare il comando necessario.

Sono adatti anche tipi di motori elettrici come motore a riluttanza, motore asincrono, motore EC, motore a corrente continua in parallelo ed eventualmente anche motori sincroni e motori passo passo. Il comando del motore elettrico può rendere possibile la frenatura a ricupero.

L'invenzione viene illustrato più in dettaglio in base alle figure da 1 a 41b. In questo caso:

le figure da 1 a 19 mostrano vantaggiose forme di realizzazione del cambio secondo l'invenzione,

le figure da 20 a 35 mostrano modi di funzionamento vantaggiosi del cambio secondo l'invenzione,

la figura 36 mostra uno schema di principio per il collegamento di frizioni,

le figure da 37 a 38 mostrano vantaggiose forme di esecuzione del cambio secondo l'invenzione,

e

le figure da 39a a 41b mostrano diagrammi per illustrare i momenti e i numeri di giri, che si generano durante un processo di cambio.

La figura 1 mostra schematicamente un cambio 1 di un autoveicolo, che è collegato in cascata ad una unità di azionamento 2, come motore o motore termico, e ad una frizione di avviamento o di cambio 3, come per esempio una frizione ad attrito, che è disposta ad accoppiamento di rotazione sull'albero a manovella 2a del motore termico 2. Il cambio 1 presenta un albero di ingresso 4, un albero di rinvio 5 ed eventualmente un albero di uscita 6 supplementare, ove nell'esempio di esecuzione della figura 1 l'albero di rinvio 5 è uguale all'albero di uscita 6.

Fra motore 2 e cambio 1 è disposto un volano 10, su cui la frizione ad attrito 3 è disposta in un'esecuzione di per sè nota con piastra reggispinta e coperchio della frizione. Analogamente al posto del volano 10 rigido può essere previsto un volano a due masse, che presenta due masse volaniche supportate in modo girevole l'una rispetto all'altra, che sono girevoli vincendo forze di ritorno per esempio di accumulatori di energia disposti fra le masse volaniche.

Fra il disco di frizione 3a, per esempio con guarnizioni di attrito applicate radialmente all'esterno per un impegno ad attrito su o con la piastra reggispinta ed una piastra di spinta non rappresentata in dettaglio, e l'albero di ingresso 4 del cambio è disposto un ammortizzatore di vibrazioni torsionali 11. Questo presenta almeno due componenti Ila, llb a forma di disco, supportati in modo girevole l'uno rispetto all'altro, che sono girevoli vincendo forze di ritorno per esempio di accumulatori di energia 12 disposti fra i componenti ed efficaci in direzione circonferenziale.

Gli alberi, come albero di ingresso 4, albero di uscita 6 ed eventualmente albero di rinvio 5, del cambio 1 sono supportati in modo girevole per mezzo di supporti - non rappresentati - entro una scatola del cambio - anch’essa non rappresentata - e sono centrati in direzione radiale e supportati eventualmente in direzione assiale.

L'albero di ingresso 4 e l'albero di uscita 6 sono disposti orientati sostanzialmente parallelamente l'uno all'altro. In un altro esempio di esecuzione l'albero di uscita può essere disposto anche coassialmente rispetto all'albero di ingresso, ove esso è supportato e centrato anch'esso all'interno della scatola del cambio.

La frizione di avviamento o di cambio 3 in un esempio di esecuzione vantaggioso è disposta per esempio come frizione ad attrito a umido entro la scatola del cambio. In un ulteriore esempio di esecuzione vantaggioso la frizione 3 è disposta, per esempio come frizione a secco, all'interno di una campana della frizione assialmente fra un motore 2 e cambio 1.

Con l'albero di ingresso 4 del cambio 1 sono connessi assialmente in modo fisso e solidale nella rotazione gli ingranaggi di marcia 21, 22, 23, 24 e 25 per le marce R, I, II, III, IV, V, ed essi ingranano, per la formazione dei corrispondenti rapporti di trasmissione di questi con gli ingranaggi, con gli ingranaggi 31, 32, 33, 34 e 35, che sono disposti come ingranaggi folli sull'albero di presa di moto 6 e sono connettibili in modo solidale nella rotazione con questo per mezzo delle frizioni 40, 41, 42. Gli ingranaggi 20, 30 sono disposti in modo girevole sull'albero di ingresso 4 rispettivamente albero di uscita 6 e sono connettibili in modo solidale nella rotazione con l'albero corrispondente di volta in volta per mezzo della loro relativa frizione 100 rispettivamente 101. Le frizioni 100, 101 possono essere eseguite come frizioni ad attrito e consentono quindi un certo slittamento, cosicché può venire a mancare una sincronizzazione. Con l'ingranaggio 20 ingrana un ulteriore ingranaggio 26 per l'inversione di direzione, che con l'albero di rotore 28 per mezzo dell'ingranaggio 27, che è connesso in modo solidale nella rotazione con quest'ultimo, collega in modo disaccoppiabile il rotore 29 con l'albero di azionamento 4 per mezzo della frizione 100. Tramite l'ingranaggio 30, che ingrana con l'ingranaggio 20, per mezzo della frizione 101 può venire effettuata analogamente una connessione disaccoppiabile del motore elettrico 45 con l'albero di presa di moto 6. Fra l'ingranaggio 25 e l'ingranaggio 35 è disposto un ingranaggio intermedio 36 per l'inversione della direzione di rotazione. La combinazione di ingranaggi 25, 35, 36 rappresenta perciò l'accoppiamento per la marcia indietro R. L'accoppiamento o abbinamento di ingranaggi 20, 30 rappresenta l'accoppiamento per la marcia I e forma il collegamento con il motore elettrico 45. L'accoppiamento di ingranaggi 21, 31 forma la marcia II, l'accoppiamento di ingranaggi 22, 32 la marcia III, l'accoppiamento di ingranaggi 23, 33 la marcia IV e l'accoppiamento di ingranaggi 24, 34 o la marcia V. Si capisce che un'altra disposizione di coppie di ingranaggi con una disposizione differente dei rapporti di trasmissione, la disposizione modificata di ruote folli sull'albero di ingresso o sull'albero di uscita può contenere analogamente vantaggiose esecuzioni, che sono incluse nell'invenzione.

La marcia indietro R, con spostamento assiale della frizione 40, che può essere prevista come manicotto scorrevole, è connettibile ad accoppiamento di forma e solidalmente nella rotazione, a partire da una posizione folle, con l'albero di uscita 6. Lo stesso vale per gli ingranaggi 31, 32, e 33, 34, che, con spostamento assiale dei rispettivi manicotti scorrevoli 41, 42, sono connettibili ad accoppiamento di forma con l'albero di uscita 6. In questo caso di volta in volta soltanto un ingranaggio di due marce azionate per mezzo di un manicotto scorrevole, per esempio delle marce II e III rispettivamente IV e V, viene collegato con l'albero 6, poiché i manicotti scorrevoli 41, 42 grazie allo spostamento assiale nell'una o nell'altra direzione assiale formano una connessione ad accoppiamento di forma fra albero 6 e ingranaggio 31, 33 rispettivamente 32, 34, e i manicotti scorrevoli 41, 42 sono disposti di volta in volta assialmente fra due ingranaggi.

Il cambio 1, come rappresentato, presenta tre gruppi costruttivi, che sono formati ciascuno da due coppie di ingranaggi e una frizione disposta in mezzo, come manicotto scorrevole.

Le frizioni 40, 41 e/o 42 in ulteriori esempi di esecuzione possono essere formate vantaggiosamente come frizioni ad accoppiamento di forma, come frizioni a denti diritti. Analogamente esse possono essere eseguite come frizioni ad accoppiamento per attrito con superfici di attrito coniche o piane con una o più superfici di attrito, per esempio come frizione a lamelle. Inoltre esse possono essere eseguite con un dispositivo di sincronizzazione con uno o più anelli sincronizzatori.

Come si può riconoscere, le coppie di ingranaggi della marcia indietro formano il primo gruppo costruttivo e le coppie di ingranaggi della seconda e della terza marcia formano il secondo gruppo costruttivo e le coppie di ingranaggi della quarta e della quinta marcia formano il terzo gruppo costruttivo. La marcia I viene cambiata con l'ausilio delle frizioni 100, 101, che assumono anche il collegamento del motore elettrico 45 con l'albero di ingresso e/o di uscita 4, 6.

I manicotti scorrevoli 40, 41 e 42 per il cambio delle marce R e da II a V del cambio 1 vengono azionati dalle unità di azionamento 60, 61, 62, come spostati assialmente, ove fra le unità di azionamento 60, 61, 62 e i manicotti scorrevoli 40, 41, 42 è prevista una rispettiva connessione ij, i2» Ì3» come una tiranteria 0 un cavo flessibile 0 un tirante Bowden 0 un albero del cambio. L'unità di azionamento può prevedere un azionamento a motore elettrico, un azionamento ad elettromagnete e/o azionato da mezzo in pressione, come per esempio una unità idraulica. Le connessioni ij, i^, 13 possono contenere inoltre un moltiplicatore 0 riduttore.

Corrispondenti cambi secondo l'invenzione possono venire eseguiti anche per esempio con un cambio a quattro marce con marcia indietro {quattro marce avanti) 0 con un cambio a sei marce con marcia indietro (sei marce avanti) senza limitazione della generalità.

Per la rivelazione del numero di giri di uscita del cambio, il numero di giri dell'albero 6, è previsto un sensore di numero di giri 70. Per la rivelazione del numero di giri di ingresso del cambio, il numero di giri dell'albero 4, può essere previsto inoltre un ulteriore sensore di numero di giri 72. Per la rivelazione del numero di giri del motore è previsto un sensore di numero di giri 71.

Un'ulteriore caratteristica vantaggiosa del cambio è il fatto che tramite un ingranaggio del cambio, come per esempio un ingranaggio da 20 a 24, il motore elettrico 45, il cui statore 90 può essere connesso in modo fisso con la scatola del cambio, aziona, come motorino di avviamento del motore termico 2, l'albero 4, ove la frizione 100 è aperta e la frizione 101 è chiusa. Analogamente il motore elettrico 45 può venire azionato come generatore elettrico, come dinamo, ove questo tramite l'albero di presa di moto 6, con frizioni 100, 101 chiuse, viene alimentato per mezzo di recupero e/o in caso di motore termico 2 disinnestato, con energia cinetica. In alternativa il motore elettrico 45, con frizione di avviamento 3 chiusa, può venire alimentato, cioè azionato, con energia cinetica nel processo di inversione dell'avviamento con energia cinetica. Questo può avvenire a veicolo fermo e quindi con frizione 101 aperta o a veicolo in marcia con frizione 101 chiusa, ove la frizione 100 è sempre chiusa. Si capisce che in forme di esecuzione semplificate il motore elettrico 45 può presentare anche soltanto una funzione di motorino di avviamento o di generatore.

Il motore elettrico 45 è alloggiato radialmente all'esterno delle coppie di ingranaggi per la regolazione del rapporto di trasmissione in una bombatura prevista nella scatola del cambio, e lo statore 90 è connesso in modo fisso con la scatola del cambio. Può essere anche vantaggioso flangiare il motore elettrico all'esterno del cambio 1 con un corpo separato alla scatola del cambio e guidare l’albero di rotore 28 nella scatola e connetterlo tramite un collegamento ad accoppiamento di forza corrispondente, per esempio una dentatura, per mezzo di ingranaggi e per mezzo di almeno una frizione, in modo disaccoppiabile con l'albero di ingresso del cambio e/o l'albero di uscita. Inoltre, fra l’altro per ragioni di sfruttamento efficiente dello spazio di montaggio del cambio, può essere analogamente vantaggioso orientare il motore elettrico con il lato di uscita dell'albero del rotore nella direzione dell'albero a manovella o nella direzione opposta.

Nell'invenzione si tratta di un cambio 1 che cambia o è in grado di cambiare sotto carico. Il cambio sotto carico viene eseguito per il fatto che il motore elettrico 45 viene connesso per mezzo di una frizione 101 con l'albero di presa di moto 6. In un processo di cambio il motore elettrico 45 viene avviato quando ha inizio un processo di disinnesto della frizione di avviamento 3, ove le frizioni 100, 101 sono innestate o trasmettono almeno mediante slittamento un momento torcente all'albero di uscita 6.

Secondo l'invenzione in questo caso le frizioni 3, 100, 101 vengono azionate automaticamente con gli attuatori di frizione 80, 81, 82, ove gli attuatori 80, 81, 82 possono essere sostituiti anche da un attuatore centrale. Fra gli attuatori 80, 81, 82 e le frizioni 3, 100, 101 - possono parimenti - analogamente agli attuatori del cambio 60, 61, 62 - essere previsti tiranterie, dispositivi idraulici e pneumatici nonché riduttori, rispettivamente moltiplicatori e/o ingranaggi di diramazione, cosicché in un esempio di esecuzione particolarmente vantaggioso può venire previsto un attuatore della frizione, un attuatore del cambio e un attuatore di selezione.

Per il comando del cambio 1 e delle sue funzioni, in particolare in connessione con il motore elettrico 45, il cambio 1 comprende inoltre una unità di comando 91 elettronica - non mostrata più in dettaglio - con microprocessori per il comando elettronico del cambio, un rivelamento del numero di giri, un comando della valvola a farfalla elettronico o un caricamento del motore e un sistema di comando elettronico del motore per il motore termico, un elemento azionabile manualmente per la selezione di marcia, come leva, interruttore o simili per la selezione di marcia manuale e/o automatica, un'indicazione nell'abitacolo del veicolo per l'indicazione della marcia. L'immissione di questi valori del veicolo avviene tramite un'interfaccia In o tramite singoli ingressi di segnale.

Per un processo di avviamento, nel cambio viene inserita una marcia bassa I, II o R. La frizione di avviamento 3 si chiude grazie all'azionamento dell'attuatore di azionamento 80, mentre il motore 2 instaura un momento torcente con azionamento del pedale del gas per accelerare il veicolo. Il processo di avviamento è concluso quando la frizione di avviamento 3 aderisce. Il momento del motore viene ora trasmesso tramite la frizione 3 chiusa e la marcia inserita sull'albero di presa di moto 6.

Il processo di cambio viene avviato in ogni caso dal desiderio di cambio del guidatore o del comando automatico.

Le frizioni 3, 100, 101 possono venire eseguite vantaggiosamente come una delle seguenti frizioni non enumerate esaurientemente riguardo all'impiegabilità:

<• >frizione a umido

<• >frizione a secco

<■ >frizione a dischi

<• >frizione conica con superficie/i di attrito conica/coniche

<• >frizione con una superficie di attrito

• frizione con due superfici di attrito frizione con più superfici di attrito (come per esempio frizione a lamelle) Le frizioni o i manicotti scorrevoli 40, 41, 42 per il collegamento degli ingranaggi folli 31, 32, 33, 34, 35 con l'albero 6 possono essere eseguite vantaggiosamente come segue:

• frizione ad accoppiamento di forma, come frizione a denti di innesto, • frizione ad accoppiamento per attrito.

Per ottimizzare il rendimento del cambio 1 è particolarmente vantaggioso mantenere chiuse le frizioni 40, 41, 42 o i manicotti scorrevoli per la connessione di albero 6 e ingranaggi folli 31, 32, 33, 34, 35 sostanzialmente senza supplementare dispendio di energia esterna. A questo proposito possono venire impiegate frizioni ad accoppiamento di forma. Per mantenere chiusa una frizione ad accoppiamento per attrito senza dispendio di energia, possono essere previsti vantaggiosamente elementi ad accumulo di forza o di energia, come per esempio molle, che spingono una contro l'altra le superfici di attrito. Analogamente possono venire impiegati cambi a cuneo di trazione, o frizione ad attrito sollecitate da molla.

La dentatura dell'accoppiamento di forma nel caso di frizione ad accoppiamento di forma può essere eseguita differentemente, come per esempio: liscia con arrotondamento, dente di innesto convesso, dente Berliet o dente di deviazione.

Può essere vantaggioso equipaggiare la marcia 1 e/o la marcia indietro R con una sincronizzazione con anelli sincronizzatori. In un ulteriore esempio di esecuzione può essere opportuno se almeno singole marce sono equipaggiate con una sincronizzazione con anelli sincronizzatori.

Gli ingranaggi folli da 30 a 35 e le frizioni da 40 a 42 possono venire disposti differentemente nel caso di cambi con albero di rinvio. L'ingranaggio folle di ciascuna marcia può essere disposto o sull'albero di ingresso o sull'albero di rinvio. Perciò anche la frizione di cambio sotto carico in diversi esempi di esecuzione può essere disposta sull'uno o sull'altro albero.

La figura 2 mostra un cambio la, identico al cambio 1 dell'esempio di esecuzione di figura 1, in cui le frizioni 100, 101 vengono comandate da un unico attuatore 181. L'attuatore 181 e il cambio a diramazione i collegato in cascata possono essere eseguiti in questo caso vantaggiosamente in modo tale che entrambe le frizioni 100, 101 siano innestabili e disinnestabili una dopo l'altra o indipendentemente l'una dall'altra.

Nel caso di un attuatore 181, innestante le frizioni 100, 101 una dopo l'altra a partire dalla frizione 100, è disinnestante in sequenza inversa, il motore elettrico 145 con frizione 100 innestata, e il motore termico 102 con frizione 101 disinnestata, possono venire avviati direttamente o tramite un avviamento a impulsi, in quanto dal motore elettrico 145 viene accelerato innanzitutto il volano 110 e successivamente viene innestata la frizione di avviamento 103, e con l'energia cinetica del volano 110 viene ruotato il motore termico 102.

Quando entrambe le frizioni 100, 101 sono innestate, il cambio la è bloccato. Questa funzione può venire utilizzata come freno di parcheggio.

In figura 3 un cambio 201 secondo l'invenzione, simile ai modelli di esecuzione delle figure 1 e 2, è modificato nel senso che la frizione 200 per la connessione del motore elettrico 245 con l'albero di presa di moto 204 è alloggiata nella campana della frizione delimitata e formata dalla scatola del cambio 207, e quindi è eseguita come frizione a secco. La frizione 200 può presentare un dispositivo ammortizzatore 200a, per esempio sotto forma di un disco della frizione con guarnizioni di attrito, applicate radialmente all'esterno, per un accoppiamento ad attrito con una piastra reggispinta e una piastra di spinta, che è connessa ad accoppiamento di rotazione con l'albero a manovella 202a del motore termico 202, cosicché il flusso di forza, a frizione 200 innestata, viene condotto dall'albero a manovella 202 attraverso le guarnizioni di attrito, la parte di ingresso e la parte di uscita girevole limitatamente, vincendo l'azione di accumulatori di energia efficaci in direzione circonferenziale, del dispositivo ammortizzatore 200a tramite un mozzo disposto ad accoppiamento di rotazione sul manicotto 200b, all'ingranaggio 220, che forma la connessione ad accoppiamento di forza con il motore elettrico 245, ove il manicotto 200b è chiuso a tenuta rispetto all'albero di ingresso del cambio 204 e rispetto alla scatola del cambio 207.

Nel cambio 201 mostrato l'albero di ingresso del cambio è connesso in modo fisso con il volano 210 con interposizione di un dispositivo ammortizzatore 211, ove per ragioni di montaggio la connessione può essere ad accoppiamento di rotazione, ma innestarle assialmente.

In questo caso il volano può essere eseguito anche come volano diviso, ove il volano con entrambe le masse, girevoli l'una rispetto all'altra limitatamente con interposizione degli ammortizzatori, come per esempio molle ad arco, o girevoli illimitatamente tramite una frizione a slittamento, possono essere disposti sull'albero a manovella o sull'albero di ingresso del cambio e formano di volta in volta con l'albero complementare una dentatura solidale nella rotazione.

Può essere inoltre di vantaggio prevedere una frizione di avviamento e unire la frizione 200 con la frizione di avviamento a formare una frizione doppia e azionare entrambe le frizioni 200, 203 con un attuatore 280, che aziona altrimenti soltanto una frizione 200 e può presentare un cambio intermedio i.

Nell'esempio di esecuzione mostrato in figura 3 il motore termico 202, a frizione 200 innestata e frizione 101 aperta, viene avviato nella posizione folle del cambio 201, cioè i manicotti scorrevoli 240, 241, 242 sono nella posizione folle e non formano alcuna connessione dall'albero di uscita 206 con l'albero di ingresso 204, poiché questo, in conseguenza della frizione dell'avviamento mancante, viene ruotato anch'esso durante il processo di avviamento.

Il funzionamento di generatore del motore elettrico 245 avviene nello stesso modo di funzionamento come ravviamento del motore termico 202 con un'inversione di momento.

Nel caso di recupero la frizione 101 viene innestata e viene disinnestata la frizione 200.

La sorgente di azionamento con frizione 101 aperta viene fissata dalla frizione 200. Con frizione 200 aperta si può marciare soltanto con il motore elettrico, se viene innestata la frizione 200, il motore 245 può venire fatto funzionare in folle, nel funzionamento di generatore o come sorgente di azionamento supplementare - come potenziatore (booster).

Durante i processi di cambio fra le marce II-IV il motore elettrico 245, mentre viene abbassato il momento del motore termico 202 per mezzo della riduzione di numero di giri, mediante la marcia I, con frizione 101 chiusa e frizione 200 aperta, può trasmettere momento all'albero di uscita 206 e perciò compensare almeno parzialmente il momento decrescente del motore termico 202, ove durante il processo di cambio la marcia inserita viene disinnestata e la marcia nuova da inserire viene innestata grazie alla formazione di un accoppiamento di forma di uno degli ingranaggi folli 231, 232, 233, 234 con l'albero di uscita 206 per mezzo di uno dei manicotti scorrevoli 240, 241, 242 con numero di giri sincrono presente e assenza di momento fra le unità che formano l'accoppiamento di forma. La regolazione del numero di giri sincrono avviene in questo caso per mezzo della regolazione del numero di giri del motore termico 202, per mezzo del comando del motore elettrico 245 o di un comando di entrambi i gruppi. I valori di ingresso per il comando corrispondente dei gruppi possono essere almeno parzialmente i numeri di giri dell'albero di uscita 206 e dell'albero a manovella 202a, che sono valutabili mediante corrispondenti sensori, per esempio i sensori di numero di giri 270, 271.

La figura 4 mostra un esempio di esecuzione, simile alle figure precedenti, di un cambio 301, che differisce dall'esempio di esecuzione 201 della figura 3 per una disposizione modificata degli stadi del cambio e perciò anch'esso può fare a meno della frizione indicata in figura 2 con il numero di riferimento 101.

Il cambio 301 è caratterizzato da tre coppie di ingranaggi dello stesso tipo con ingranaggi 320, 321, 322, 323, 324, 325 disposti solidalmente nella rotazione sull’albero di ingresso del cambio 304 e che ingranano, per la formazione dei rapporti di trasmissione I, II, III, IV, V, con ingranaggi folli 330, 331, 332, 333, 334, 335 disposti sull'albero di uscita 306 Assialmente fra le rispettive coppie di ingranaggi delle marce rispettivamente rapporti di trasmissione R e i, II e III, IV e V, i manicotti scorrevoli 340, 341 e 342 sono disposti in una posizione centrale, che corrisponde alla posizione folle, in cui nessun ingranaggio folle è connesso ad accoppiamento di forza con l’albero di presa di moto 306. Per l’attivazione di una marcia desiderata I, II, III, IV, V o R il manicotto 340, 341, 342 corrispondente viene spostato per mezzo di uno degli attuatori 360, 361, 362 con applicazione del numero di giri sincrono e assenza di momento tra albero di presa di moto e ingranaggio folle, e viene attivata la marcia. Per esempio al cambio dalla marcia I alla marcia II, la marcia I inserita viene disattivata innanzitutto per mezzo del manicotto scorrevole 340, in quanto questo viene spostato nella posizione folle, successivamente al raggiungimento del numero di giri sincrono il manicotto scorrevole 341 viene spostato dalla posizione folle assialmente in direzione di un ingranaggio folle 331 e con questo per mezzo del manicotto scorrevole 341 e l'albero di uscita 306 viene formato un accoppiamento di forma. Corrispondentemente avviene il cambio delle marce restanti. Si capisce che il motore elettrico 345 durante il processo di cambio può agire anch’esso come ausilio, sul momento di presa di moto.

La frizione rispettivamente il manicotto scorrevole 340 assume inoltre la funzione dell'accoppiamento del motore elettrico 345 all'albero di uscita 306, ove a seconda dell'ingranaggio folle 335 e 330 connesso con l'albero di uscita 306 può venire variata la direzione di rotazione del motore elettrico 345. La frizione 300 collega il motore elettrico 345 con il motore termico 302, per esempio all'avviamento di quest'ultimo, e viene azionata dall'attuatore 380.

La figura 5 mostra un cambio 401, simile al cambio la rappresentato in figura 2, senza la frizione 101 (figura 2). La sua funzione è assunta dal manicotto scorrevole 440, che, a partire da una posizione folle, collega gli ingranaggi folli 430, 435 delle marce I e R e perciò il motore elettrico 445 in caso di selezione della marcia I per mezzo del manicotto scorrevole 440 con l'albero di uscita 405. Il motore elettrico 445 è connesso ad accoppiamento di rotazione in questo caso per mezzo degli ingranaggi 427, 426 con l’ingranaggio folle 420, ove l'ingranaggio folle 420 è disposto in modo girevole sull'albero di ingresso del cambio 404 e forma la marcia I, in cui esso ingrana con l'ingranaggio folle 430. Un ingranaggio 420 è accoppiabile in questo caso all'albero di ingresso del cambio 402 per mezzo della frizione 400, ove la frizione 400 viene azionata dall'attuatore 481.

La funzione del motore elettrico 445 prevede in questo caso un funzionamento di avviamento, un funzionamento di generatore, un funzionamento a recupero e/o un funzionamento da solo o assistente il motore termico.

Il funzionamento di avviamento per l'avviamento del motore termico 402 per mezzo di un motore elettrico 445 avviene a frizione 400 chiusa e frizione di avviamento 403 aperta, che viene azionata per mezzo dell'attuatore 480, ove tutti i manicotti scorrevoli 440, 441 e 442 si trovano in posizione folle, cioè nessuno dei manicotti scorrevoli forma un accoppiamento di forma con gli ingranaggi folli 430, 435 corrispondenti.

Il funzionamento di generatore del motore elettrico 445 avviene con motore termico 402 in moto e frizione di avviamento 403 chiusa in caso di stato di quiete del veicolo o durante la marcia. In tal caso la frizione 400 è innestata.

All'avanzamento del veicolo per mezzo del motore elettrico 445, la frizione 400 è chiusa e la frizione di avviamento 403 è aperta, se il motore elettrico 445 agisce soltanto come assistenza sul funzionamento del veicolo con il motore termico 402, la frizione di avviamento 403 è anch'essa chiusa. In caso di azionamento da parte del 450, sono immaginabili in linea di principio due percorsi del flusso di forza. Uno si estende attraverso gli ingranaggi 426, 427, 420, 430 a frizione 400 aperta attraverso il manicotto scorrevole 440 all'albero di uscita 406 e il percorso alternativo attraverso la frizione 400 chiusa direttamente all'albero di ingresso del cambio 404 e da li attraverso una delle marce R, II, III, IV, V in caso di corrispondente selezione mediante i manicotti scorrevoli 440, 441, 442 delle marce, all'albero di uscita del cambio 406.

Nel modo a recupero viene disinnestata la marcia inserita e il manicotto scorrevole 440 viene spostato in direzione dell'ingranaggio folle 430, per cui viene effettuata una connessione ad accoppiamento di rotazione con il motore elettrico, ove questo viene accelerato e perciò il funzionamento di generatore può generare energia elettrica dalla energia cinetica alimentata e può alimentarla ad un accumulatore esterno. Una limitazione del momento trasmesso al motore elettrico 445 può venire ottenuta mediante accoppiamento della frizione 400, per cui il motore termico a frizione di avviamento 403 chiusa può decelerare il veicolo anche in con seguenza di un momento di trascinamento presente. Un effetto di decelerazione può essere prodotto analogamente per il fatto che una marcia da 1 a V ancora inserita con frizione 400 aperta alimenta una parte del momento al motore termico 402 con frizione di avviamento 403 chiusa. La frizione 403 può venire impiegata in questo caso in modo dosato, in quanto la trasmissione di momento torcente al motore termico viene regolata tramite siittamento.

In figura 6 è mostrato un cambio 501, che fino allo scambio delle marce I e II con i rapporti di trasmissione da ciò risultanti, corrisponde al cambio 401 in figura 5. Questo ha il vantaggio che il motore elettrico 545 viene fatto funzionare nel modo di generatore e di recupero con numeri di giri corrispondentemente minori, e può venire mantenuto il rapporto di trasmissione, fissato dagli ingranaggi 520, 526 e 527, per ravviamento del motore termico 502.

La figura 7 mostra un cambio 601, che, tranne l'azionamento dei manicotti scorrevoli 640, 641, 642, è identico al cambio 301 della figura 4. I manicotti scorrevoli 640, 641 e 642 vengono azionati nell'esempio di esecuzione presente da un unico attuatore 660, ove è efficace un cambio intermedio i fra l'attuatore 660 e i manicotti scorrevoli. Questo cambio intermedio può essere configurato in modo tale che un cilindro di cambio comandi indipendentemente l'uno dall'altro i manicotti scorrevoli 640, 641, 642 e inserisca la marcia desiderata corrispondentemente ad un movimento che avviene assialmente rispetto all'albero di uscita.

Il cambio 701 in figura 8 prevede, al posto dell'unico attuatore 660 in figura 7, due attuatori 761, 760, che azionano tramite il cambio intermedio i manicotti scorrevoli 740, 741, 742, ove preferibilmente un attuatone aziona - quindi cambia - i manicotti scorrevoli e il selettore seleziona quel manicotto scorrevole, che viene azionato dal primo attuatone. Questo sistema di cambio è simile al meccanismo di cambi manuali noti, nei quali permezzo della leva del cambio si cambia secondo il principio a H, ove nell'esempio di esecuzione presente gli attuatori 760, 761 assumono il processo di cambio automatizzato e sono alloggiati preferibilmente direttamente nella scatola del cambio, ma in casi speciali possono anche essere disposti come aggiunta (add-on) per la sostituzione di un cambio azionato manualmente per mezzo di una leva del cambio, sostituendo all'esterno del cambio la mimica del cambio manuale.

Al cambio 801 in figura 9 bastano cinque coppie di ingranaggi per i rapporti di trasmissione R, da I a V, ove il motore elettrico 841 è disposto nuovamente sulla coppia di ingranaggi per la marcia R rispettivamente I, e per le due marce R e l è prevista una coppia di ingranaggi con un ingranaggio 820, disposto in modo girevole sull'albero di ingresso del cambio 804, e un ingranaggio a folle 830, che è disposto in modo girevole sull'albero di uscita 806. Gli ingranaggi 820, 830 in questo caso sono connettibili ad accoppiamento di rotazione per mezzo della frizione 800 rispettivamente permezzo del manicotto scorrevole 840 con l'albero di ingresso 804 rispettivamente l'albero di uscita del cambio 806.

Ad eccezione dell'impiego di soltanto nella coppia di ingranaggi per le marce R e I, il cambio 801 corrisponde al cambio 301 in figura 4. L'azionamento nella marcia indietro R avviene in questo caso mediante il motore elettrico 845, cosicché l'ingranaggio per l'inversione della direzione di rotazione può mancare e quindi il rapporto di trasmissione può venire sfruttato anche per la prima marcia I. La connessione solidale nella rotazione con l'albero di uscita 806 del cambio 801 avviene in questo caso per mezzo di un manicotto scorrevole 840, che forma un accoppiamento di forma con l'ingranaggio a folle 830.

Il cambio 901 in figura 10 è un perfezionamento vantaggioso del cambio 301 in figura 4, ove il cambio 901 può venire previsto corrispondentemente per un montaggio frontale-trasversale e l'albero di uscita 906 è ingranato per mezzo dell'ingranaggio 906a con un ulteriore ingranaggio 990, ove l'ingranaggio 990 alloggia un differenziale 991, che uniformizza il momento di azionamento e, indipendentemente dal raggio descritto dalle ruote di azionamento, lo cede a queste. Il sensore di numero di giri 970 registra in questo caso il numero di giri sulla circonferenza esterna dell'ingranaggio 906a e passa un corrispondente segnale all'unità di comando non mostrata.

Il cambio 1001 in figura 11 mostra una disposizione corrispondente del cambio 301 di figura 4 come disposizione esemplificativa di un cambio secondo l'invenzione per un montaggio longitudinale del motore termico con il cambio 301 congiungentesi ad esso. Il differenziale 1091 si congiunge in questo caso direttamente all'albero di uscita del cambio 1006. Gli alberi di azionamento 1092, 1093 sono disposti in questo caso approssimativamente perpendicolarmente all’albero di uscita 1006, mentre gli alberi di azionamento 992, 993 del cambio 901 in figura 10 sono disposti approssimativamente parallelamente all'albero di uscita del cambio 906. Il sensore di<' >numero di giri 1070 preleva il numero di giri su un ingranaggio 1091a appartenente al differenziale che è connesso in modo solidale nella rotazione con l'albero di uscita del cambio 1006, il quale ingranaggio può presentare a tal scopo corrispondenti coniature e/o rientranze o marcature di tipo corrispondente, che possono venire registrate dal sensore di numero di giri 1070.

La figura 12 mostra un cambio 1101 con una variazione vantaggiosa del rapporto di trasmissione del motore elettrico 1145, che a parte questa differenza è paragonabile al cambio 301 della figura 4. Una simile disposizione del motore elettrico 1145 è utilizzabile comprensibilmente anche per le restanti forme di esecuzione, che sono descritte in questa domanda.

Il motore elettrico 1145 è disposto a tal scopo su una coppia di ingranaggi per la regolazione di un rapporto o stadio di trasmissione per esempio sulla marcia I con la coppia di ingranaggi 1130/1120. Con l'ingranaggio 1120 ingrana un ulteriore ingranaggio 1126 per l'inversione della direzione di rotazione, che ingrana con il 1129 e provoca una trasmissione del numero di giri, che vengono trasmessi dall'albero di uscita 1106 o dall'albero di ingresso 1104, nella velocità rispettivamente riduce i numeri di giri del motore elettrico 1145. Con l'ingranaggio 1129 è connesso in modo solidale nella rotazione un ulteriore ingranaggio 1128 con diametro maggiore, che ingrana con un ingranaggio, disposto in modo solidale nella rotazione sull'albero del rotore 1145a, di diametro minore 1127, cosicché complessivamente ancora una volta un numero di giri trasmesso in direzione del motore di rotazione 1145 viene moltiplicato rispettivamente un numero di giri trasmesso dal motore elettrico 1145 all'albero di ingresso del cambio 1104 o all'albero di uscita 1106 viene ridotto. Con ciò può venire eseguito un avviamento del motore termico 1102, con frizione di avviamento 1103 chiusa, con un numero di giri relativamente più elevato del motore elettrico 1145 e quindi con un momento torcente minore, e in particolare come avviamento diretto. Inoltre è possibile il recupero anche già in caso di piccoli numeri di giri dell'albero di uscita 1106, quindi in caso di piccole velocità. Il rilevamento dei numeri di giri del motore elettrico 1145 può venire determinato tenendo conto del rapporto di trasmissione presente su uno degli ingranaggi 1127 o - come mostrato qui -1129 permezzo del sensore del numero di giri 1192.

Un ulteriore cambio 1201 vantaggioso, che coincide sostanzialmente con il cambio 301 in figura 4, è mostrato in figura 13, ove il cambio 1201 presenta un motore elettrico 1245, che è connettibile con l'albero di ingresso del cambio 1204 rispettivamente con l'albero di uscita del cambio 1206 tramite una trasmissione regolabile in modo continuo.

L'unione tramite un siffatto cambio 1228 eseguito preferibilmente come trasmissione con mezzi di avvolgimento a pulegge coniche, regolabile in modo continuo per quanto riguarda il suo rapporto di trasmissione, avviene in modo di per sè noto per mezzo di una coppia di pulegge 1228, disposta in modo solidale nella rotazione sull'albero del rotore 1245a, e di un secondo gruppo di pulegge 1228b in connessione con il cambio 1201, che ingrana per mezzo di un ingranaggio 1227 con l'ingranaggio 1220 della marcia I, ove fra i due gruppi di pulegge coniche 1228a, 1228b è incluso assialmente un mezzo di avvolgimento 1228c, che in funzione dei raggi di marcia sui gruppi di pulegge regola una trasmissione corrispondente e tramite un accoppiamento ad attrito con i gruppi di pulegge 1228a e 1228b, consente una trasmissione di momento torcente fra i due gruppi di pulegge con rapporto di trasmissione differente e variabile. A tal scopo almeno di volta in volta una puleggia conica dei gruppi di pulegge coniche 1228a, 1228b è spostabile assialmente per la regolazione del rapporto di trasmissione. Il comando delle pulegge coniche spostabili assialmente qui non è rappresentato in dettaglio e avviene in forma di per sè nota, per esempio mediante unità idrauliche, regolazione della forza centrifuga e/o simili. Si capisce che una disposizione corrispondente può essere eseguita anche sulle coppie di ingranaggi di altre marce.

E' di vantaggio il rapporto di trasmissione variabile tra motore elettrico 1245 e l'albero di ingresso rispettivamente l'albero di uscita 1204, 1206, poiché con ciò può venire regolato un numero di giri corrispondente al motore elettrico 1245 per quanto riguarda il suo massimo di potenza. Per esempio all'avviamento del motore termico 1202 un rapporto di trasmissione del numero di giri del motore elettrico 1245 può venire regolato verso il lento, cioè il mezzo di avvolgimento nella zona del gruppo di pulegge 1228 ruota su un piccolo raggio e nel gruppo di pulegge 1228 su un grande raggio, affinchè con elevati numeri di giri del motore elettrico 1245 e quindi con momento torcente necessario minore, il motore termico 1202 possa venire avviato con bassi numeri di giri dell'albero a manovella 1202a. Si capisce che a tal scopo la frizione di avviamento 1203 è chiusa.

Nel funzionamento di generatore in caso di numero di giri corrispondentemente più elevato dell'albero di ingresso del cambio 1204 rispettivamente dell'albero di uscita del cambio 1206, il rapporto di trasmissione può venire regolato corrispondentemente, in modo che il motore elettrico 1245 possa venire fatto funzionare sempre con il numero di giri del massimo di potenza. Lo stesso vale per un programma di comando che comanda rispettivamente regola il rapporto di trasmissione della trasmissione con mezzi di avvolgimento 1228 nel modo di recupero rispettivamente nel modo di azionamento coadiuvante l'azionamento rispettivamente da solo. L'adattamento del momento da trasmettere all'albero di uscita 1206 durante un processo di cambio può venire migliorato anch'esso mediante la regolazione precisa del rapporto della trasmissione con mezzi di avvolgimento.

La figura 14 mostra un esempio di esecuzione di un cambio 1301, in cui il motore elettrico 1345 è connettibile con l'albero di ingresso del cambio 1304 e/o l'albero di uscita del cambio 1306, ove il motore elettrico 1345, a differenza degli esempi di esecuzione precedenti delle figure da 1 a 14, è connesso ad accoppiamento di rotazione con l'ingranaggio folle 1330, disposto intorno all'albero di uscita 1306, della marcia I. Per il resto il cambio 1301 rappresentato è paragonabile al cambio 301 della figura 4, la trasmissione del momento torcente avviene anch'essa tramite un ingranaggio 1327, connesso in modo solidale nella rotazione con l'albero del rotore 145, che ingrana con un ingranaggio per l'inversione della direzione di rotazione 1326, il quale ingrana a sua volta con l'ingranaggio folle 1330 dello stadio di cambio I rispettivamente della marcia I.

L'esempio di esecuzione del cambio 1401 in figura 15 mostra la possibilità della disposizione di un motore elettrico 1445 con applicazione, o prelievo, del momento torcente nella coppia di ingranaggi costituita dagli ingranaggi 1425, 1435, nonché un ingranaggio per l'inversione della direzione di rotazione 1436 della marcia indietro R. In questo/caso il motore elettrico 1445 con l'albero del rotore 1445a è l'ingranaggio 1427 fissato in modo solidale nella rotazione su questo, è orientato in direzione del motore termico 1402, per cui può risultare un alloggiamento vantaggioso del motore elettrico per quanto riguarda il suo diametro radialmente all'esterno degli ingranaggi 1420, 1425, meno ingombranti radialmente, delle marce I e II. Per il resto il cambio 1401 è simile al cambio 301 in figura 4.

La figura 16 mostra un cambio 1501, che è paragonabile al cambio 301 della figura 4, con la differenza che il motore elettrico 1545 è disposto concentricamente attorno all'albero di ingresso del cambio 1504.

Il motorino di avviamento 1590 del motore elettrico 1545 è applicato in questo caso in modo fisso sul corpo rispettivamente su una parte del corpo 1507. Il rotore 1529 è connesso in modo solidale nella rotazione con il manicotto 1504a supportato sull'albero di ingresso del cambio 1504, il quale manicotto forma contemporaneamente la parte di uscita del dispositivo ammortizzatore 1511, che smorza le vibrazioni torsionali fra il manicotto 1504a e l'albero a manovella 15Q2a con frizione di avviamento 1503 chiusa. Nel manicotto 1504a sono alloggiati inoltre in modo solidale nella rotazione gli ingranaggi 1520, 1525, che ingranano con gli ingranaggi folli 1530, 1535 delle marce R e I e rendono possibile in questo caso la trasmissione di momento torcente del motore elettrico 1545 all'albero di presa di moto, ove l'accoppiamento di rotazione corrispondente viene effettuato per mezzo del manicotto scorrevole 1540 con l'albero di uscita del cambio 1506. La connessione con l'albero di ingresso del cambio 1504 avviene tramite la frizione di avviamento 1503.

Si capisce che il rotore, allo scopo di mantenere il traferro fra statore 1590 e rotore 1529, può essere supportato separatamente, ove una flangia di supporto connessa con il corpo può alloggiare il rotore in modo girevole per esempio mediante supporti.

La disposizione, mostrata in figura 17, di un cambio 1601 non richiede una frizione di avviamento. Il motore termico 1602 è collegato, per mezzo di un dispositivo ammortizzatore di vibrazioni torsionali 1611 con masse volaniche lòlla previste radialmente all'esterno, direttamente con l'albero di ingressa del cambio 1604. Il motore elettrico 1645 è collegabile ad accoppiamento di rotazione con l'albero di ingresso del cambio 1604 per mezzo dell'ingranaggio folle 1620 per la marcia I, ove l'ingranaggio folle 1620 è collegabile per mezzo del manicotto scorrevole 1620a, che viene azionato dall'attuatore 1681. Inoltre il motore elettrico 1645 è collegabile ad accoppiamento di rotazione con l'albero di uscita 1606 tramite la frizione 1600, che viene azionata mediante l'attuatore 1680.

Le marce non mostrate in dettaglio con le corrispondenti coppie di ingranaggi di marcia vengono disposte e inserite come negli esempi di esecuzione precedentemente descritti.

L'interazione fra il motore termico 1602 e il motore elettrico 1645 senza una frizione di avviamento si configura come segue:

nel funzionamento di avviamento avviene una connessione ad accoppiamento di forza rispettivamente accoppiamento di forma dell'albero di ingresso del cambio 1604 con l'ingranaggio folle 1620 per mezzo del manicotto scorrevole 1620a. I manicotti scorrevoli 1641, 1642 e 1643 sono disposti in posizione folle, cosicché gli ingranaggi folli corrispondenti sono girevoli liberamente con l'albero di uscita 1606. Il motore elettrico 1645 trasmette successivamente un momento torcente attraverso l'albero di ingresso del cambio 1604 all'albero a manovella 1602a e avvia il motore termico 1602. Inoltre è pensabile, quando il motore termico 1602 - come illustrato in figura 36 - dispone di valvole comandate elettricamente, di aprire in questo tempo le valvole tutte insieme e di accelerare innanzitutto l'albero a manovella tramite le masse volaniche 161la dell'ammortizzatore di vibrazioni torsionali 1611, e poi di chiudere le valvole necessarie per il processo di avviamento e avviare il motore termico 1602.

Durante i processi di cambio fra una marcia inserita e una marcia nuova da inserire per esempio dalla marcia II alla marcia III, il motore elettrico 1645 può alimentare attraverso la coppia di ingranaggi 1620/1630 della marcia I momento torcente all'albero di uscita 1606, ove a tal scopo la frizione 1600 può essere chiusa o può slittare. Contemporaneamente ad una riduzione del numero di giri del motore termico 1602 nel caso di un processo di cambio in una marcia superiore, il motore elettrico 1645 viene attivato, rispettivamente viene chiusa la frizione 1600, se il motore elettrico 1645 funziona nel funzionamento di generatore già tramite il manicotto scorrevole 1620a, ove la frizione rispettivamente il manicotto scorrevole viene aperto durante il processo di cambio. L'adattamento della riduzione del numero di giri del motore termico 1602 e l'introduzione di momento torcente crescente del motore elettrico 1645 avvengono in modo tale che, con sufficiente apporto di momento torcente del motore elettrico, la marcia II viene disinnestata e con numero di giri a sincronizzazione corrispondente, che viene regolato anch'esso dal motore elettrico 1645, il manicotto scorrevole 1642 viene spostato assialmente dalla posizione folle con l'ingranaggio folle 1632 della marcia III per formare un accoppiamento di forma e quindi l'apporto di momento torcente del motore elettrico 1645 viene ridotto e viene nuovamente aumentato il numero di giri del motore termico. In alternativa è possibile disaccoppiare nuovamente il motore elettrico 1645, mediante la frizione 1600, dall'albero di ingresso del cambio e, per raggiungere il funzionamento di generatore, connetterlo nuovamente con l'albero di ingresso del cambio 1604 per mezzo del manicotto scorrevole 1620a. I processi di cambio nelle marce successive, come processi di cambio nelle marce superiori, vengono eseguiti corrispondentemente. Processi di cambio nelle marce inferiori vengono eseguiti corrispondentemente, con la differenza che il numero di giri del motore termico dopo il disinnesto della marcia inserita viene aumentato e il motore elettrico frena l'albero di uscita 1606 e genera in questo caso energia elettrica, e trasmette quest'ultima ad un accumulatore, per esempio un accumulatore elettrico con una batteria ad alta corrente e un condensatore. Al raggiungimento del numero di giri di sincronizzazione e in assenza di momento sul manicotto scorrevole della nuova marcia da inserire viene formato l'accoppiamento di forma fra manicotto scorrevole e corrispondente ingranaggio folle per la nuova marcia da inserire.

Il funzionamento di generatore avviene, come già descritto, per il fatto che il motore elettrico viene connesso in modo solidale nella rotazione per mezzo del manicotto scorrevole 1620a con l'ingranaggio folle 1620 e quindi con l'albero di ingresso del cambio 1604, e quindi viene fatto funzionare corrispondentemente al rapporto di trasmissione impostato in dipendenza del numero di giri con il numero di giri del motore termico 1602. In alternativa è possibile prevedere il funzionamento di generatore tramite la frizione 1600 chiusa in caso di ingranaggio folle 1620 liberamente rotante in funzione del numero di giri dell'albero di uscita 1606. Questo percorso di forza può venire percorso anche quando il veicolo deve venire decelerato per mezzo di recupero, ove a tal scopo può venire disinnestata la marcia appena inserita, e il motore elettrico 1645 da solo e senza il momento di trascinamento del motore termico 1642 decelera il veicolo. Questo modo di funzionamento è più efficace per quanto riguarda la conversione di energia di frenaggio cinetica in energia elettrica, per forti decelerazioni può essere tuttavia possibile che in caso di non utilizzo dei freni del veicolo venga sovraccaricato il motore elettrico 1645. Un simile sovraccarico del motore elettrico può venire prevenuto mediante corrispondenti programmi nell'unità di comando, ove può venire innestata la marcia corrispondente al numero di giri presente sull'albero di uscita 1606.

Il cambio 1701 rappresentato in figura 18 presenta - confrontato con il cambio 1601 in figura 7 - una frizione di avviamento 1703 supplementare, che viene comandata dall'attuatore 1781. Da ciò risulta il vantaggio che durante il recupero può rimanere inserita una marcia da II a V e la frizione di avviamento 1703 durante la fase di recupero può venire aperta e in caso di sovraccarico minacciato del motore elettrico 1745, la frizione 1703 può venire chiusa e con ciò può venire utilizzato il momento di trascinamento del motore per la decelerazione supplementare. Inoltre con questa disposizione è possibile eseguire con il motore elettrico 1745 un avviamento a impulsi del motore termico 1702, ove a frizione di avviamento 1703 aperta la massa volanica 1711 della frizione di avviamento 1703 viene innanzitutto accelerata e poi la frizione viene chiusa e per mezzo dell'energia cinetica immagazzinata nel volano 1711 con o senza assistenza del motore elettrico 1745, viene avviato il motore termico 1702. Durante processi di cambio vi è inoltre la possibilità di disaccoppiare il motore termico 1702 completamente dall'albero di ingresso del cambio 1704, per cui il numero di giri di sincronizzazione viene regolato indipendentemente da questo albero permezzo del motore elettrico 1745, che può introdurre a tal scopo contemporaneamente, in caso di processi di cambio in marce superiori, momento torcente nell'albero di uscita del cambio 1706.

La figura 19 prevede un esempio di esecuzione di un cambio 1801, che è identico al cambio 1701 della figura 18 eccetto la mancanza della frizione 1700 della figura 18, ove la funzione di questa frizione è integrata nel manicotto scorrevole 1841. Il manicotto scorrevole 1841 connette qui ad accoppiamento di forma un corrispondente ingranaggio 1830 della prima marcia con l'albero di uscita 1806.

Le figure da 20 a 35 riproducono i percorsi del momento torcente rispettivamente i percorsi di forza per situazioni di marcia tipiche di cambi secondo l'invenzione. In questo caso i percorsi di forza rispettivamente di momento, che si formano lungo i componenti del cambio, sono indicati con linee più spesse e la direzione di forza rispettivamente di momento è munita di una freccia.

La figura 20 mostra il percorso di forza dal motore termico 2002 all'albero di presa di moto e successive ruote motrici - non mostrate - in caso di marcia indietro.

Il motore termico 2002 passa il momento di azionamento, attraverso la frizione di avviamento 2003 chiusa, connessa in modo solidale nella rotazione con l'albero a manovella 2002, al manicotto 2000b supportato sull'albero di ingresso del cambio 2004, da lì all'ingranaggio 2025 disposto su questa in modo solidale nella rotazione, appartenente alla coppia di ingranaggi di marcia della marcia indietro R, il quale ingrana con l'ingranaggio 2036 per l'inversione della direzione di rotazione e conduce la forza all'ingranaggio folle 2035, che è disposto in modo girevole sull'albero di uscita del cambio 2006 e mediante il manicotto scorrevole 2040 è connesso ad accoppiamento di forma con l'albero di uscita 2006, che passa il momento torcente presente alle ruote di azionamento - non mostrate.

La figura 21 mostra il percorso di forza di un cambio secondo l'invenzione nel funzionamento di generatore durante la marcia. Il motore termico 2102 aziona direttamente l'albero di ingresso del cambio 2104, il quale per mezzo degli ingranaggi disposti ad accoppiamento di rotazione delle coppie di ingranaggi da II a V - qui a marcia III non inserita -ingrana con gli ingranaggi folli, che con corrispondenti manicotti di scorrimento sono connettibili ad accoppiamento di rotazione con l'albero di uscita del cambio 2106.

Mediante il manicotto di scorrimento 2140 chiuso una parte del momento trasmesso all'albero di uscita del cambio 2106 viene diramato all'ingranaggio folle 2130, che tramite la combinazione di ingranaggi 2120 e 2127 aziona il motore elettrico 2145, che viene accelerato dal momento torcente presente e converte energia cinetica in ingresso in energia elettrica. Π numero di giri del motore elettrico 2145 dipende in questo caso dal numero di giri dell'albero di uscita 2106 ed è dipendente dal rapporto di trasmissione fissato dai diametri degli ingranaggi rispettivamente dal numero di denti degli ingranaggi 2127, 2120, 2130.

In figura 22 è rappresentato analogamente il funzionamento di generatore durante la marcia del veicolo, ove il generatore è connesso con l'albero di ingresso del cambio 2204. A tal scopo una frizione di avviamento 2103 viene chiusa e viene perciò formata una connessione diretta tra il motore termico 2202 e il motore elettrico 2245 tramite il manicotto 2220b, ove sul manicotto 2220b l'ingranaggio 2220 della coppia di ingranaggi è applicato in modo solidale nella rotazione per la marcia I rispettivamente R, e l'ingranaggio 2220 ingrana con l'ingranaggio 2227, disposto in modo solidale nella rotazione sull'albero del rotore, e viene con ciò fissato il rapporto di trasmissione fra il numero di giri del motore termico 2220 e il numero di giri del motore elettrico 2245.

Mediante l'albero di ingresso del cambio 2204, analogamente alla figura 21, il veicolo viene azionato tramite le marce da II a V - anche qui mostrato nella marcia III.

In figura 23 è mostrato il percorso di forza a veicolo fermo, in cui il motore termico 2202 - in modo analogo alla figura 22 - aziona il motore elettrico 2245, e tutti i manicotti scorrevoli da 2240 a 2242 sono in posizione folle, cosicché non viene trasmesso un momento torcente all'albero di uscita 2206 e di conseguenza il veicolo non viene azionato. Il numero di giri del motore termico 2202 può venire adattato in questo caso in modo corrispondente allo stato di carica dell'accumulatore.

La figura 24 mostra uno stato di marcia nella marcia I, in cui sia il motore termico 2202 che il motore elettrico 2445 trasmettono momento torcente all'albero di uscita 2206. In questo modo di funzionamento - chiamato modo di potenziamento - il motore termico 2202 per mezzo della frizione di avviamento 2203 e il manicotto 2200b è connesso con l'ingranaggio 2220, disposto in modo solidale nella rotazione sul manicotto, dello stadio di trasmissione I, che ingrana con l'ingranaggio folle 2230 connesso in modo solidale nella rotazione, permezzo del manicotto scorrevole 2240, con l'albero di uscita del cambio, e cosi trasmette il momento torcente, introdotto dal motore termico 2202 e dal motore elettrico 2445 nello stadio di trasmissione I, alle ruote di azionamento - non mostrate. Il funzionamento di potenziamento serve preferibilmente per l'accelerazione rapida del veicolo nello stadio di marcia I, quindi nella marcia I, ove comprensibilmente il motore termico 2202 per mezzo di un ulteriore rapporto di trasmissione degli stadi di trasmissione da II a V può trasmettere un momento torcente di azionamento all'albero di uscita del cambio e contemporaneamente il motore elettrico 2345 attraverso lo stadio di marcia I può trasmettere un momento all'albero di uscita 2206, e quindi può essere previsto un funzionamento di potenziamento, che agisce tramite due stadi di cambio differenti sull'albero di uscita 2206, rispettivamente il motore elettrico 2245 coadiuva il motore termico 2245 anche in altre marce.

La figura 25 mostra in un cambio secondo l'invenzione il modo di funzionamento di recupero. Attraverso l'albero di uscita del cambio 2206, a manicotto scorrevole 2240 chiuso dello stadio di marcia I, un momento viene trasmesso dalle ruote di azionamento al motore elettrico per mezzo degli ingranaggi 2230, 2320, 2220, 2227, che ingranano di volta in volta tra loro. Il motore elettrico 2245 viene fatto funzionare in questo caso nel funzionamento di generatore e converte l'energia cinetica, trasmessa dall'albero di uscita del cambio 2206, in energia elettrica, per cui il veicolo viene decelerato. La potenza del motore elettrico 2045 nonché il rapporto di trasmissione fissato dagli ingranaggi interposti nel flusso di forza determina in questo caso l'effetto di decelerazione. Nel caso di azione frenante insufficiente, tramite la frizione di avviamento 2203 può venire utilizzato supplementarmente il momento di trascinamento del motore termico 2202 per la decelerazione, rispettivamente i freni previsti nel veicolo.

Le figure 26, 26a, 27, 27a, 28 mostrano lo svolgimento di un cambio coadiuvato dal carico mediante il motore elettrico 2445, in base all'esempio di un cambio in una marcia superiore a trazione dalla marcia II alla marcia III.

In figura 26 in questo caso il cambio è nella marcia II, cioè il motore termico 2202 trasmette attraverso l'albero di ingresso del cambio 2204 e la coppia di ingranaggi di marcia 2221/2231 il momento torcente del motore termico all'albero di uscita 2206, ove il manicotto scorrevole 2242 connette ad accoppiamento di forma l'ingranaggio 2231, eseguito come ruota di ingranaggio folle, con l'albero di uscita del cambio 2206. Il motore elettrico 2245 può essere previsto in questo caso nel funzionamento di generatore, per esempio tramite una connessione con l'albero di ingresso del cambio per mezzo della frizione 2203 oppure - come mostrato in figura 26 - per mezzo di un accoppiamento di forma del manicotto·scorrevole 2240 con l'ingranaggio folle 2230 dello stadio di marcia I con l'albero di uscita 2206, ove il motore elettrico è disposto sul rapporto di trasmissione della marcia I.

Per ravviamento del cambio il motore elettrico 2245 viene alimentato con energia elettrica dall'accumulatore esterno e introduce attraverso lo stadio di marcia I, a manicotto scorrevole 2240 chiuso, momento torcente nell'albero di uscita del cambio 2206. Contemporaneamente viene ridotto il numero di giri del motore termico 2202.

In figura 27 è mostrato il passo successivo, in cui il manicotto scorrevole 2241 è stato spostato in posizione folle e il motore elettrico 2241 mantiene attraverso lo stadio di marcia I l'avanzamento del veicolo. Corrispondentemente alla potenza del motore elettrico 2245 il momento torcente mancante del motore termico 2202 durante il processo di cambio, quando la marcia precedente è già disinnestata e non è ancora inserita la marcia nuova da inserire, viene compensato completamente o soltanto parzialmente. In questa fase il numero di giri del motore termico 2202 viene modificato in modo tale che venga raggiunto il numero di giri di sincronizzazione per il nuovo stadio di marcia III.

Se - come mostrato in figura 27a - è raggiunto il numero di giri di sincronizzazione e il manicotto di scorrimento scorrevole 2241 è privo di momento, il manicotto scorrevole viene spostato assialmente in direzione dell'ingranaggio folle 2232 e forma con quest'ultimo l'accoppiamento di forma, cosicché il motore termico 2202 attraverso l'albero di ingresso del cambio 2204 e l'ingranaggio 2222, disposto in modo solidale nella rotazione su questo, dello stadio di cambio III può trasmettere momento dell'albero di uscita del cambio 2206, e cosi è inserito il nuovo stadio di marcia.

In figura 28 viene conclusa l'alimentazione di corrente al motore elettrico 2245 e il motore viene fatto funzionare nuovamente nel funzionamento di generatore come mostrato in figura 26.

In figura 29 è mostrata esemplificativamente la possibilità di un collegamento del cambio per impedire un rotolamento involontario del veicolo. Con frizione di avviamento 2203 chiusa, i manicotti scorrevoli 2240 per la connessione dell'ingranaggio folle 2220 dello stadio di marcia I rispettivamente della marcia indietro R e il manicotto scorrevole di un ulteriore rapporto di trasmissione, per esempio il manicotto scorrevole 2241 per la terza marcia per la connessione dell'ingranaggio folle 2222, vengono connessi con l'albero di uscita 2206, con cui sono connesse le ruote motrici - non mostrate. Mediante connessione dei manicotti 2200b con l'albero di ingresso del cambio 2204 per mezzo della frizione di avviamento 2203 i due stadi di marcia I e III con i loro rapporti di trasmissione differenti sono connessi tra loro ad accoppiamento di forma, cosicché il cambio si blocca da sé.

In figura 30 è mostrato l'avviamento del motore termico 2202 per mezzo del motore elettrico 2245 attraverso il percorso di forza corrispondente, ove il motore termico 2205 può venire avviato direttamente con il motore elettrico 2245 oppure tramite un cosiddetto avviamento a impulsi, in cui innanzitutto con frizione di avviamento 2203 aperta la massa volanica della frizione viene accelerata e successivamente si avvia per mezzo dell'energia cinetica della massa volanica della frizione di avviamento 2203, ove il motore elettrico 2245 può venire in aggiunta alimentato con corrente in modo coadiuvante. La frizione di avviamento 2203 connette in questo caso ad accoppiamento per attrito l'albero di ingresso del cambio 2204, che è connesso direttamente con l'albero a manovella 2202a, con il manicotto 2200b, che connette ad accoppiamento di rotazione il motore elettrico 2245 tramite una dentatura permezzo degli ingranaggi 2227, 2220.

Un'ulteriore forma di avviamento del motore termico 2202 è ravviamento durante il recupero come avviamento a trascinamento. Il percorso di forza qui presente è rappresentato in figura 31. Dalle ruote di azionamento viene introdotta energia cinetica sotto forma di momento torcente nell’albero di uscita 2206 e da lì, attraverso il manicotto scorrevole 2240 chiuso, nella coppia di ruote di marcia 2230/2220, ove tramite il fissaggio solidale nella rotazione dell'ingranaggio 2220 sul manicotto 2200b, il momento torcente viene condotto attraverso la frizione 2203 chiusa all'albero a manovella 2202a e quindi il motore termico 2202 viene avviato vincendo il momento di trascinamento opposto da questo. Per l'aumento della confortevolezza di avviamento in questo caso si può prevedere che la frizione 2203 venga chiusa lentamente o venga fatta funzionare in modo slittante con momento torcente crescente, introdotto dall'albero di uscita del cambio 2206. Inoltre può essere previsto che il motore elettrico 2245 fornisca supplementarmente attraverso il manicotto 2220 un apporto di momento torcente e con ciò aumenti ancora la confortevolezza dell'avviamento a trascinamento. I manicotti scorrevoli dei restanti rapporti di trasmissione da I a V sono in questo caso in posizione folle.

Corrispondentemente segue un avviamento a trascinamento del motore termico 2202 durante la marcia soltanto con il motore elettrico 2245, come mostrato in figura 32. Il motore elettrico 2245 aziona in questo caso attraverso lo stadio di marcia I l'albero di presa di moto 2206. Per l'inizio del processo di avviamento la frizione di avviamento 2203 viene allora chiusa e mediante l'energia cinetica del motore elettrico 2245 da un lato, e dall'altro lato mediante il momento torcente trasmesso dalle ruote di azionamento all'albero di uscita 2206 e, per mezzo dello stadio di marcia I, al manicotto 2200b, il momento di trascinamento del motore termico 2202 viene superato e quest'ultimo avviato.

In figura 3 è mostrato il percorso di forza di un processo di avviamento nella prima marcia. Mediante chiusura della frizione di avviamento 2203 il motore termico viene connesso con il manicotto 2200b e viene introdotta la forza nello stadio di cambio I, in cui il manicotto scorrevole 2240 è connesso in modo solidale nella rotazione con l'ingranaggio 2220 e perciò il momento proveniente dal motore termico 2202 viene introdotto nell'albero di uscita del cambio 2206.

Un metodo di avviamento alternativo può venire previsto per mezzo di un motore elettrico 2245 - come mostrato in figura 34. Con il motore elettrico 2245 si può avviare tramite lo stadio di marcia I/R elettricamente in avanti o all'indietro. In questo caso la direzione di rotazione del motore elettrico 2245 determina la direzione di avviamento, cioè il processo di avviamento in avanti differisce dal processo di avviamento all'indietro soltanto nella polarità del motore elettrico 2245. Per l'avviamento viene chiuso il manicotto scorrevole 2240 del rapporto di trasmissione I/R e viene corrispondentemente accelerato il motore elettrico 2245.

La figura 35 mostra un'ulteriore forma di esecuzione di un freno di parcheggio, ove qui due ingranaggi folli, appartenenti ai manicotti scorrevoli 2241 e 2442, vengono connessi in modo solidale nella rotazione con l'albero di azionamento 2206, per cui il cambio viene bloccato. Un blocco di parcheggio di questo tipo è possibile soltanto quando i due manicotti scorrevoli vengono comandati da attuatori differenti e ha il vantaggio che il cambio è bloccato ad accoppiamento di forma.

La figura 36 mostra una rappresentazione schematica di un autoveicolo con un cambio 3220 secondo l'invenzione. In questo caso 3200 indica il motore di azionamento o motore termico, che è equipaggiato con valvole 3201 comandabili, cosicché per esempio per mezzo di un attuatore elettrico le valvole comandabili del motore termico possono venire aperte e chiuse indipendentemente da un azionamento di valvola accoppiato all'albero a manovella, e quindi il momento di trascinamento del motore termico 3200 può venire comandato in modo mirato, cosa che può essere di vantaggio per esempio nel caso di avviamento del motore termico 3200, poiché il motore elettrico 3226 non deve venire dimensionato così potente.

La valvola a farfalla 3202 può essere equipaggiata anch'essa con un'attuatoristica, per esempio un motore elettrico per il suo azionamento, per facilitare un’automazione di essa e per comandare il numero di giri del motore termico, per esempio, nel caso di un processo di cambio, il numero di giri di sincronizzazione. In linea di principio per lo stesso scopo fra l'altro anche l'impianto di iniezione 3203 può venire comandato autornaticamente dall'unità di comando.

La valvola di uscita 3201 è collegata ad un catalizzatore dei gas di scarico 3204 con sonda lambda ed eventualmente un sensore di temperatura per la rivelazione della temperatura dei gas di scarico rispettivamente del catalizzatore.

Nel flusso di forza tra il motore termico 3200 e il cambio 3220 è disposta la frizione 3210, che come frizione di avviamento rende disaccoppiabile il motore termico 3200 dal cambio 3220. La frizione 3210 può essere prevista come frizione a secco e alloggiata a tal scopo nella campana della frizione 3210a o può essere disposta nel cambio come frizione a umido. In alcuni casi di impiego la frizione può mancare e l’albero a manovella 3200a può essere connesso direttamente con l'albero di ingresso del cambio 3221. La frizione 3210 viene azionato automàticamente per mezzo di un attuatore della frizione 3211, ove tra frizione 3210 e attuatore della frizione 3211 l'azionamento della frizione è efficace con un rapporto di trasmissione 3212 o mezzi per l'articolazione.

Il cambio 3220 è costituito da un albero di ingresso del cambio 3221 e un albero di uscita del cambio 3222, ove fra i due alberi 3221, 3222 le coppie di ingranaggi, che formano i rapporti di trasmissione per le marce, ingranano tra loro, ove gli ingranaggi sono applicati in modo girevole come ingranaggi folli sull'albero di uscita 3222 per ciascuno stadio di marcia o rapporto di trasmissione, i quali ingranaggi sono connettibili in modo solidale nella rotazione con l'albero di uscita 3222 con corrispondenti frizioni di cambio 3223, per esempio manicotti scorrevoli, e in caso di connessione con l’albero di uscita formano uno stadio di marcia corrispondente. Le frizioni di cambio vengono azionate in questo caso da un'attuatoristica del cambio 3240, che contiene gli attuatoci 3421-3244, ove il numero degli attuatori può essere dipendente dal tipo del collegamento e della disposizione delle frizioni di cambio 3223 nonché dalla disposizione dell'attuatoristica del cambio 3240, per esempio all'esterno o all'interno della scatola del cambio. Corrispondenti esempi di esecuzione sono illustrati più in dettaglio con l'aiuto delle figure da 1 a 19.

Sulla coppia di ingranaggi - qui nell'esempio della marcia rispettivamente della coppia di ingranaggi di marcia 3224, 3225 con il rapporto di trasmissione massimo - tramite un ingranaggio 3227 è alloggiato ad accoppiamento di rotazione il motore elettrico 3226. Esso può venire connesso ad accoppiamento di rotazione, per mezzo dell'ingranaggio 3224 eseguito come ingranaggio folle e per mezzo di una frizione del cambio 3224a relativa, che viene comandata automaticamente tramite attuatori 3241, con l'albero di ingresso del cambio 3221 nonché per mezzo della frizione di cambio 3223a dello stadio di trasmissione, con cui essa è connessa in modo solidale nella rotazione, con l'albero di uscita 3222, per cui - come illustrato più in dettaglio nelle figure precedenti - è previsto un cambio in grado di cambiare sotto carico con assistenza del motore elettrico 3226 in caso di interruzione della forza di trazione del motore termico 3200 durante un processo di cambio, e il motore elettrico 3226 può venire impiegato inoltre come generatore di corrente, potenziatone e motorino di avviamento.

Per la sorveglianza dei numeri di giri dei singoli alberi con una valutazione corrispondente nell'unità di comando sono previsti almeno sensori di numero di giri 3205, 3228 sull'albero a manovella 3200a e sull'albero del rotore 3226a del motore elettrico 3226. Il rilevamento dell'albero di uscita 3222 può avvenire o tramite un sensore di numero di giri disposto su questo e/o - come mostrato - tramite sensori di numero di giri di ruota 3252, per esempio di un sistema antibloccaggio per i freni 3251 sulle ruote 3254. Le ruote sono connesse ad accoppiamento di forza con l’albero di uscita 3222 tramite un differenziale 3252.

Il cambio 3220 viene fatto funzionare in larga misura automaticamente e viene comandato dall'unità di comando 3280 centrale. Il guidatore agisce sul comando 3280 tramite il pedale di marcia 3271, il pedale del freno 3272 e tramite l'elemento di azionamento manuale o leva del cambio 3270, ove l'unità di comando 3280 può prevedere anche un modo di cambio manuale, in cui il guidatore seleziona la marcia desiderata tramite l'elemento di azionamento manuale.

L'unità di comando 3280 comanda attraverso la linea o il conduttore di segnali 390 i corrispondenti sottocomandi o gruppi secondari, per esempio il compressore del climatizzatore e simili. Come sottounità di comando, almeno il comando del motore, il comando del regolatore della frizione 3282, il comando dell'attuatoristica del cambio, il comando del sistema di bloccaggio 3286 e il comando del motore elettrico 3284 sono collegati all'unità di comando 3280 per mezzo della linea o del conduttore di comando 3290, che può essere eseguito per esempio come Bus CAN. Le sottounità di comando dispongono almeno parzialmente di elettronica di potenza, che è connessa alla rete di bordo per mezzo del conduttore di alimentazione di corrente 3291. La rete di bordo viene alimentata da un accumulatore 3261, per esempio una batteria ad alta corrente, e/o da un condensatore di potenza 3260 eseguito corrispondentemente. Il motore elettrico 3226 preleva corrente o alimenta, a seconda del modo di funzionamento, l'accumulatore di corrente 3260, 3261.

La figura 37 mostra una forma di esecuzione, confrontabile con il cambio 401 in figura 5, di un cambio 1901, in cui il motore elettrico 1945 è disposto su una delle coppie di ingranaggi 1924/1934 dello stadio di marcia V.

La connessione alternativa, secondo l'invenzione, all'albero di ingresso del cambio 1904 o albero di uscita del cambio 1906 avviene in questo caso per mezzo di una frizione di cambio 1900, che è connettibile a scelta, per esempio per mezzo di un manicotto scorrevole, con gli ingranaggi 1927, 1927a, che dal canto loro formano una connessione ad accoppiamento di rotazione con l'albero di ingresso del cambio 1904 attraverso un ulteriore ingranaggio 1926, o tramite una connessione 1927b ad accoppiamento di forza - qui disegnata tratteggiata - per esempio una connessione ad ingranaggio, cinghia o catena, con l'albero di uscita 1906 con un ingranaggio 1927c disposto in modo solidale nella rotazione sull'albero di uscita 1906.

La figura 38 mostra un esempio di esecuzione di un cambio 2301, in cui il motore termico 2302 può venire connesso in modo fisso con il corpo per mezzo di una frizione 2303a integrata nella frizione di avviamento 2303, per esempio tramite un accoppiamento ad attrito della frizione 2303a eseguita come frizione a secco con guarnizioni di attrito. Perciò il motore elettrico 2345 può azionare il veicolo con momenti, che sono più elevati del momento di trascinamento del motore termico 2202 e che nel funzionamento di recupero assorbono momenti nello stesso modo per la conversione in energia elettrica. Una simile disposizione è adatta per motori elettrici di forte potenza, che presentano un'elevata quantità di un azionamento idrico previsto di questo genere.

Le figure 39a, 39b, 40a, 40b, 41a e 4lb mostrano diagrammi per la rappresentazione di un cambio verso marce superiori a trazione con un motore elettrico disposto nel modo inventivo, come descritto nelle precedenti figure. Il processo di cambio viene suddiviso in questo caso nelle fasi a-e e nelle figure 39a e 41b viene mostrata una selezione di tre possibili esempi di collegamento.

Le figure 39a e 39b mostrano un esempio di collegamento con riempimento della forza di trazione completo da parte del motore elettrico con l'andamento di momento M in figura 39a e con l'andamento del numero di giri n in figura 39b in dipendenza dello svolgimento del cambio in unità qualsiasi.

La fase a rappresenta gli stati prima del cambio, per esempio di un cambio verso marce superiori a trazione dalla marcia II alla marcia III. Il motore termico trasmette il momento M(BM) all'albero di ingresso del cambio, che trasmette un momento M(SK2), corrispondente al rapporto di trasmissione dello stadio di marcia II, alla frizione di cambio della marcia II. Il motore elettrico non trasmette alcun momento M(EM) ed è collegato con l'albero di ingresso del cambio, ove esso ruota con il numero di giri nCEM) grazie al rapporto di trasmissione regolato fra albero di ingresso del cambio e il motore elettrico, e nel funzionamento di generatore assorbe una parte del momento torcente M(BM) introdotto dal motore termico nell'albero di ingresso del cambio, per la generazione di energia elettrica. A scelta il motore elettrico può ruotare anche nello stato di riposo. Da ciò risultano per l'albero di uscita del cambio un momento di azionamento M(AB) e un numero di giri di azionamento n(AB).

Nella fase b viene avviato il cambio, in quanto il motore elettrico tramite un ulteriore stadio di marcia, per esempio lo stadio di marcia I, immette momento torcente con uguale numero di giri, con alimentazione di corrente, all'albero di ingresso del cambio perciò in sequenza all'albero di uscita del cambio, ove contemporaneamente il momento M(BM) introdotto dal motore termico viene ridotto da una riduzione del numero di giri n(BM). Dopo la riduzione del momento di trasmissione M(SK2) viene aperta la frizione di cambio della marcia II. Il momento torcente trasmetto alla presa di moto rimane perciò approssimativamente uguale grazie all'apporto di momento torcente del motore elettrico.

Se la frizione di cambio della marcia II è aperta, viene avviato il processo di sincronizzazione della frizione di cambio, per esempio la sincronizzazione del manicotto scorrevole con ingranaggio folle, della marcia III. Una mancanza di momento in presenza di numero di giri di sincronizzazione della frizione di cambio della marcia III viene raggiunta quando il motore elettrico assorbe il momento M(AB) necessario per l'azionamento. Allora può venire chiusa la frizione di cambio della marcia III.

Nella fase c il motore termico viene sincronizzato al numero di giri n(SK3) della frizione di cambio per la marcia III. A tal scopo il numero di giri n(BM) del motore termico viene ridotto in modo tale che esso con il suo momento di trascinamento freni il numero di giri dell'albero di ingresso del cambio - visibile dal numero di giri n(SK3), connesso con esso tramite il rapporto di trasmissione di marcia III, della frizione di cambio per la marcia III.

Nella fase d dopo il raggiungimento della sincronizzazione, il motore termico viene nuovamente accelerato e contemporaneamente viene· ridotta l'alimentazione del motore elettrico.

L’effetto del riempimento completo con forza di trazione diviene visibile dall'andamento della curva di momento M(AB) dell'albero di uscita del cambio per il fatto che non c'è una caduta di momento al di sotto del momento della nuova marcia III inserita.

La fase e riproduce le condizioni di momento e di numero di giri della nuova marcia inserita - qui la marcia III.

Le figure 40a e 40b riproducono, in un modo corrispondente alla descrizione delle figure 39a, 39b, il comportamento in caso di riempimento con forze di trazione soltanto parziale, mediante il motore elettrico dimensionato in questo caso meno potente. Anche qui il motore elettrico, come nell'esempio di esecuzione precedente, durante il processo di cambio -per esempio dalla marcia II alla marcia III - viene fatto funzionare con numero di giri costante. A differenza dell'esempio di esecuzione con riempimento della forza di trazione completa, il motore elettrico dimensionato più debolmente non può applicare il momento M(EM) necessario per la mancanza dal momento della frizione di cambio durante la sincronizzazione della frizione di cambio della marcia III, il quale momento M(BM) è all'altezza del momento M(BM) dopo il disinnesto della frizione di cambio della marcia II. Per garantire la mancanza di momento della frizione di cambio della marcia III, pertanto nell'esempio di esecuzione mostrato il momento del motore termico alla fine della fase b viene riportato al momento M(EM) del motore elettrico, per cui durante il processo di cambio avviene un riempimento della forza di trazione all'altezza del momento M(EM), che è a disposizione del motore elettrico, e risulta una leggera riduzione del momento di azionamento M(AB) durante il processo di cambio.

Le figure 41a e 41b mostrano un esempio di esecuzione leggermente modificato delle figure 40a, 40b, in cui il numero di giri n(EM) del motore elettrico viene aumentato innanzitutto all'inizio di un processo di cambio e dopo il processo di cambio viene nuovamente spento il motore elettrico.

Le rivendicazioni brevettuaìi depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ottenimento di ulteriore protezione brevettuale. La Richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori caratteristiche rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.

Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandono all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; essi non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione oggettiva autonoma per le caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti.

Gli oggetti di queste sottorivendicazioni formano però anche invenzioni autonome, che presentano la configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.

L'invenzione inoltre non è limitata al/agli esempio/i di esecuzione della descrizione. Invece nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che sono inventivi per esempio mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimento descritti in connessione con la descrizione generale delle forme di esecuzione nonché contenuti nelle rivendicazioni e nei disegni, e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Cambio, come cambio a ingranaggi, con almeno due alberi, come un albero di ingresso del cambio azionabile da un motore termico permezzo di un albero a manovella, un albero di uscita del cambio ed eventualmente un albero di rinvio, con una pluralità di coppie di ingranaggi, con un motore elettrico con almeno un rotore e uno statore, che è collegabile ad almeno uno degli alberi tramite almeno una frizione.
2. Cambio, in particolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico è commutabile fra gli almeno due alberi.
3. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico è collegabile con l’albero di presa di moto del cambio per mezzo di una frizione.
4. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico è collegabile con l'albero di azionamento del cambio per mezzo di una frizione.
5. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico, nel caso di un processo di cambio per la variazione del rapporto di trasmissione del cambio, riduce un'interruzione della forza di trazione mediante alimentazione di un momento torcente all'albero di presa di moto.
6. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'albero di ingresso del cambio è collegabile con l'albero a manovella del motore termico.
7. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico è collegabile all'albero di azionamento del cambio per mezzo di una frizione, e perciò per esempio il motore termico può venire avviato per mezzo di un motore elettrico.
8. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che per mezzo di un motore elettrico è azionabile almeno una parte del cambio.
9. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che per mezzo di un motore elettrico, il cui rotore viene azionato a rotazione da una parte del cambio, energia meccanica è convertibile in energia elettrica ed è alimentabile in un accumulatore.
10. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'albero di ingresso del cambio è collegabile con l'albero a manovella del motore tennico per mezzo di una frizione commutabile.
11. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che un asse di rotazione del rotore del motore elettrico è disposto coassialmente all'albero di ingresso del cambio o all'albero di uscita del cambio.
12. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che un albero del rotore del motore elettrico è disposto parallelamente all'albero di ingresso del cambio o all'albero di uscita del cambio.
13. Cambio, come cambio a ingranaggi, con almeno due alberi, con un albero di ingresso, un albero di uscita ed eventualmente un albero di rinvio, con una pluralità di coppie di ingranaggi, con ingranaggi, come ingranaggi folli, connettibili in modo solidale nella rotazione con un primo albero per mezzo di frizioni, e con ingranaggi disposti in modo solidale nella rotazione con un secondo albero, come ingranaggi di marcia, eventualmente con una frizione di avviamento commutabile, disposta sul lato dell'ingresso, caratterizzato dal fatto che almeno una frizione per la variazione del rapporto del cambio è azionabile in modo automatizzato per mezzo di almeno un'unità di azionamento.
14. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la frizione per la connessione di almeno un ingranaggio folle con un albero è una frizione ad accoppiamento per attrito.
15. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la frizione per la connessione di almeno un ingranaggio folle con un albero presenta un dispositivo di sincronizzazione interposto.
16. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la frizione di avviamento è una frizione ad accoppiamento per attrito.
17. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la frizione di avviamento è una frizione idrodinamica.
18. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la frizione di avviamento è disposta in una zona di spazio di una campana della frizione.
19. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che almeno la frizione di avviamento e/o un'ulteriore frizione è una frizione ad attrito a secco.
20. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la frizione di avviamento è disposta all'interno della scatola del cambio.
21. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la frizione di avviamento è un convertitore di momento torcente idrodinamico con o senza frizione di superamento del convertitore.
22. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'unità di azionamento, come attuatore, per l'azionamento di almeno una frizione di avviamento e/o di un'ulteriore frizione, è un attuatore azionato da mezzo in pressione con un'alimentazione di mezzo in pressione e almeno una valvola, che comanda l'alimentazione di mezzo in pressione di volta in volta a un cilindro ricevente sulle frizioni.
23. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'attuatore di azionamento per l'azionamento di almeno la frizione di avviamento e/o un'ulteriore frizione, è un attuatore azionato elettricamente, eventualmente con una trasmissione di moltiplicazione o di riduzione collegata in cascata ad un motore elettrico o ad un elettromagnete.
24. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'attuatore di azionamento per l'azionamento di frizioni per il cambio di marcia è un attuatore azionato da mezzo in pressione con un'alimentazione di mezzo in pressione e almeno una valvola, che comanda l'alimentazione di mezzo in pressione rispettivamente un cilindro ricevente sulle frizioni.
25. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'attuatore di azionamento per l'azionamento di almeno una frizione è un attuatore azionato elettricamente eventualmente con un rapporto di moltiplicazione o di riduzione collegato in cascata ad un motore elettrico o ad un elettromagnete.
26. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il cambio presenta un motore elettrico, che serve come avviatore del motore termico di un veicolo e/o come generatore per la generazione di energia elettrica dall’energia cinetica e del suo ritorno o rialimentazione in un accumulatore.
27. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico è azionabile tramite un ingranaggio di marcia del cambio o aziona quest'ultimo.
28. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico è azionabile tramite un volano del motore termico o aziona quest'ultimo.
29. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico è azionabile tramite l'albero di ingresso del cambio o aziona quest'ultimo.
30. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico presenta uno statore e un rotore, ove statore e rotore sono disposti coassialmente all'albero di ingresso del cambio e il rotore è connesso in modo solidale nella rotazione con un volano o con un elemento connesso con l'albero di ingresso del cambio.
31. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il motore elettrico durante un processo di cambio - con almeno i passi svolgentisi nella sequenza menzionata: disinnesto della frizione di avviamento, disinnesto di una marcia momentanea, innesto di una marcia successiva, innesto della frizione di avviamento - viene attivato quando il momento trasmesso dal motore termico alla frizione di avviamento non viene più trasmesso completamente all'albero di azionamento del cambio.
32. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che mediante una parte di momento torcente crescente del motore elettrico durante il processo di cambio viene compensato almeno parzialmente il momento, decrescente all'apertura della frizione di avviamento, del motore termico.
33. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'apporto di momento del motore elettrico dopo l'apertura completa della frizione di avviamento viene condotta dal momento presente ad un momento necessario in uno stadio di cambio nuovo selezionato.
34. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il momento apportato dal motore elettrico con frizione di avviamento aperta durante l'intero processo di cambio viene mantenuto fra i momenti necessari dei due stadi di cambio.
35. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il momento apportato dal motore elettrico con frizione di avviamento aperta almeno in una zona parziale del processo di cambio è minore del momento almeno necessario dello stadio di cambio con il momento necessario minore.
36. Cambio, in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che durante il processo di cambio il numero di giri del motore elettrico viene mantenuto costante.
37. Cambio, come cambio a ingranaggi, con almeno due alberi, con un albero di ingresso, un albero di uscita ed eventualmente un albero di rinvio, con una pluralità di coppie di ingranaggi, con un motore elettrico, caratterizzato da almeno una caratteristica descritta nei documenti della domanda.
38. Cambio, come cambio a ingranaggi, con almeno due alberi, con un albero di ingresso, un albero di uscita ed eventualmente un albero di rinvio, con una pluralità di coppie di ingranaggi, con un motore elettrico, caratterizzato dal particolare modo di funzionamento e particolare esecuzione secondo i presenti documenti della domanda.