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Kraftschlüssiges CVT-Getriebe (Stufenlosgetriebe)
Hallo zusammen,
ich habe mir vor einigen Tagen ein Konzept für ein kraftschlüssiges CVT-Getriebe überlegt. Ich habe es zwei Personen denen ich vertraue gezeigt und die sind der Meinung das würde funktionieren. Nun ist es meistens so, dass die Ideen die man hat schon viele andere vorher hatten, oft schon vor 100 Jahren ;) und es Gründe gibt weshalb sie nicht umgesetzt werden aber ich habe bei Wiki und co kein Konzept für ein kraftschlüssiges CVT-Getriebe gefunden das nicht auf Reibung basiert. Deshalb poste ich das hier ins Forum. Kennt ihr Konzepte für ein CVT das kraftschlüssig wie ein Zahnradgetriebe mit Metallteilen arbeitet?
Ich denke, meine Idee ist gut aber nicht so krass dass da nicht schon viele vor mir drauf gekommen sein können aber es lässt mich doch nicht los.
Die Vorteile von CVTs dürften ja allseits bekannt sein. Man kann die Motoren mit diesen Getrieben stets im effizientesten Bereich betreiben ohne dass der Fahrer damit beschäftigt ist. Im Grunde geht das auch mit den DSG-Getrieben aber zu häufigem Schalten steht da der Fahrkomfort im Weg.
Das Getriebe das ich meine könnte hohe Drehmomente übertragen, hätte einen höheren Wirkungsgrad als Riemen-CVTs und käme mit deutlich weniger Teilen aus als ein Doppelkupplungsgetriebe. Natürlich könnte man wie bei allen CVT auch Schaltstufen imitieren wenn der Fahrer das möchte.
In Verbindung mit einem effizienten und drehmomenttoleranten CVT könnte ein moderner Dieselmotor Hybride wie Prius das Fürchten lehren.
Grüße
Repiz
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21 Antworten
@SRAM
Richtig erkannt.
Die Führungsschienen der Stifte laufen (über fast den ganzen Bereich) von Aussen nach Innen paralell.
Ihr Abstand entspricht dem Gliedabstand der Kette.
Gruss Vandor
@ SRAM und VAndor
Symtomatics hat schon recht, es kann kein formschlüssiges CVT geben. Auch das Barloworld hat Schaltstufen und die weitere Einschränkung, dass man es nur schalten kann während die Rillen außen liegen. Das wird klar wenn man sich den Punkt anschaut wo die Rillen bei den Führungszahnrädchen sind: Würde man die Kette mit einem beliebigen Radius um den Kegel legen der nicht einem Vielfachen der Kettenglieder entspricht dann könnte nicht der Anfang und das Ende der Kette am Kegel in den Rillen liegen und es gäbe einen Punkt wo kein Formschluss herrscht.
Im Grunde ist das aber auch egal. Das Barloworld hat laut Erfinder 60 Schaltstufen, das reicht ewig aus. Auch das Getriebe das mir vorschwebt hat 50-200 SChaltstufen und es arbeitet zumindest ähnlich nur dass ich ohne Kette auskomme. Viel wichtiger als die Zahl der Schaltstufen ist der Wirkungsgrad und die Komplexität. Natürlich kann man auch mit mehreren DSG 60 Schaltstufen erreichen aber nur um den Preis einer extremen Komplexität und schlechtem Wirkungsgrad.
Das Getriebe das mir vorschwebt hat nur 3 Zahnräder und damit besten Wirkungsgrad in Kombination mit kürzesten Schaltzeiten bei dauerhaftem Formschluss und ohne ineffiziente Kupplung. Auch bei meinem Getriebe lägen die Schaltstufen bei einem Vielfachen der Zahnradzahnlänge aber ich sehe darin keinen Nachteil da es locker mehr als 50 Stufen sind. Entscheidend ist die Kombination "viele Schaltstufen bei bestem Wirkungsgrad", die ist neu. Schaut euch mal das Autotronic von Mercedes an. Die A/B-Klasse hat mit Stufenlosgetriebe sogar einen 0,5 Liter höheren Verbrauch als ohne! Und das obwohl der Motor so effizienter arbeitet. Da sieht man wieviel das Getriebe schluckt und wie wichtig der hohe Wirkungsgrad ist. Auch die DSG kommen im Wirkungsgrad nicht ganz an ein vollständig formschlüssiges Getriebe ran.
Was soll ich denn jetzt mit meinem Getriebe machen? Im Patentamt hab ich nix ähnliches gefunden. Das Barloworld ist auch anders und ich halte meins für noch laufruhiger und weniger Komplex vom Konzept her. Ich kann ja nicht einfach bei ZF oder Daimler anrufen und fragen was sie davon halten. Falls sie das für umsetzbar hielten kriege ich einen Kaffee in der Kantine und das wars. :D Von Prototypenfertigung bin ich mit meinen Möglichkeiten weit weg.
Grüße
Repiz
Wie Repiz auch schon sagte, hat das Barloworld CVT aufgrund der Formschlüssigkeit Schaltstufen und der Schaltvorgang muss synchron mit der Keilscheibe innerhalb einer 3/4 Umdrehung erledigt sein. Das ist technisch gar nicht so einfach machbar.
Im Grunde genommen ist es aber egal, ob da nun 50 Schaltstufen oder ein CVT vorliegt. Die Spreizung zwischen den Gängen muss gering sein, um auftretende Momente gering zu halten. Beim DSG wird ins Motormanagment eingegriffen und über eine Kupplung der Gang eingelegt - Durchreißen ist da nicht möglich.
Ein Getriebe mit nur 3 Zahnrädern?? Ne einfache Übersetzung hat schon 2 Zahnräder. Wenn ich da ein einziges Zahnrad hinzufüge, kommen 50 Gänge heraus, die dann noch unter Last schaltbar sind.
Das fällt mir nur ein Getriebe mit einem ">"- und "<"-förmigen Zahnrad ein, die aus z.B. 50 Zahnrädern bestehen und zwischen denen 1 Zahnrad die passende Übersetzung selektiert. So in etwa:
10 - 11 - 12 - 13 - 14 - 15 Zähne, Zahnrad 1
------20----------------------- Zähne, Mittelzahnrad
15 - 14 - 13 - 12 - 11 - 10 Zähne, Zahnrad 2
Mein Tipp: Kauf dir Modellbauzeugs und bau dein Getriebe mal in einem Modell nach. Dann kannst dus auch locker mal in einem E-Auto testen.
@ Symtomatics
Naja, drei Zahnräder war auch etwas untertrieben, es kommen drum herum schon ein paar mehr zum Einsatz. Es gibt da aber einen Punkt wo ich nochmal drüber nachdenken muss. Als ich über das Barloworld und die Radien nachgedacht habe kamen mir Zweifel. Es gibt vielleicht ein Problem an das ich bisher nicht gedacht habe.
Das was du da skizziert hast ist im Prinzip eine Fahrrad-Ketten-Schaltung aber die funktioniert ja nicht formschlüssig. Es gibt immer einen Punkt an dem sich die Sache in den Schwanz beißt wenn es formschlüssig sein muss. Ich fange langsam an das Barloworld zu bewundern. Eigentlich hätte ich mir denken können, dass es komplizierter ist als ich dachte sonst gäbe es das was ich denke schon lange. Aber diese Sachen sind auch schwer vorstellbar. Beim Barloworld dachte ich auch zuerst wie SRAM dass es stufenlos wäre. Und dann denkt man ewig drüber nach und es kommen die kleinen Probleme hervor. Die haben das wohl beinahe optimal gelöst aber ein Lösung ohne Kette wäre besser.
Bist du sicher, dass beim DSG ins Motormanagement eingegriffen wird? Es wird doch immer damit geworben dass die Teile ohne Zugkraftunterbrechung schalten und das würde ja bedeuten, dass unter Last geschaltet wird. Oder ist die Lastunterbrechung so kurz dass der Fahrer es nicht merkt, meinetwegen, dass da nur zwei drei Zündungen aussetzen? Aber das würde man doch auch merken oder?
Gruß
Repiz
Ein DSG sind zwei getrennte Getriebe mit einem gemeinsamen Abtrieb in einem Gehäuse. Jedes "Einzelgetriebe" hat drei Gänge (1, 3, 5 und 2, 4, 6) und eine eigene Kupplung. Wärend in einem Gang gefahren wird, ist das andere Getriebe ausgekuppelt und der nächste Gang wird in das lastlose Getriebe eingelegt. Der "Schaltvorgang" ist dann nur noch das wechseln der Kupplungen, die eine öffnet wärend die andere gleichzeitig schließt.
So langsam machst du mich schon ein wenig neugierig auf deine Erfindung!
Grade weil das DSG doch nur kuppeln muss zum schalten müsste es doch auch unter Vollast schalten können? Auch wenn das nich doll für den Verschleiß der Kupplungen wäre. Aber sind die nicht sowieso Flüssigkeitskupplungen?
Zitat:
So langsam machst du mich schon ein wenig neugierig auf deine Erfindung!
Vorerst muss ich dich enttäuschen. Ich hab tatsächlich ein Problem festgestellt das ich übersehen hab. :´-( So wie ichs dachte tut es nicht aber ich zerbrech mir nochmal den Kopf ob man das lösen kann. Aber wenn das Ding täte würd ichs natürlich nicht hier im Forum beschreiben wie es funktioniert, ich würd dir nur sagen dass ;).
Gruß
Repiz
Nein, das DSG ist kein Lastschaltgetriebe! Geschaltet wird nur in dem Getriebeteil der entlastet ist. Das passiert wärend der andere Getriebeteil unter Last steht.
Die Kupplungen sind auch normale Lamellenkupplungen, die laufen nur im Ölbad. Bei dem 7-Gang-DSG sind es auch nur zwei Einscheibentrockenkupplungen, wie jede andere herkömmliche Kupplung auch, nur halt zwei davon ;)