DE10053084C1 - Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einem Antriebsmotor (24), einem Gangwechselgetriebe (1), einer Strömungsbremse (7) sowie mindestens einem Endabtrieb (11), dem eine mechanische Bremse (13) zugeordnet ist, wobei der Antriebsmotor (24) trieblich mit einer Eingangswelle (2) des Gangwechselgetriebes (1) verbunden ist und eine Abtriebswelle (6) des Gangswechselgetriebes (1) auf den oder die Endabtriebe (11) treibt. DOLLAR A Um mit der einzigen Strömungsbremse (7), sowohl die Bremscharakteristik eines primärseitig als auch die Bremscharakteristik eines sekundärseitig angeordneten Retarders erzeugen zu können, läßt sich die Strömungsbremse (7) wahlweise an der Eingangswelle (2) des Gangwechselgetriebes (1) als Primär-Retarder oder an der Abtriebswelle (6) des Gangwechselgetriebes (1) als Sekundär-Retarder betreiben, indem sie durch Kupplungen (16, 17) mit der entsprechenden Welle verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einem Verfahren zum Betrieb einer Antriebs- und Bremsanlage gemäß Patentanspruch 9.

Es ist allgemein bekannt zum Abbremsen von Nutzfahrzeugen hydrodynamische Bremsen (Strömungsbremsen), sogenannte Retarder einzusetzen. Neben diesen nach mechanischem Prinzip - mit Hilfe von Hilfsmedien (z. B. Öl) - wirkenden Re­ tardern können Retarder die Bewegungsenergie von Fahrzeugen auch nach elekt­ rischem Prinzip in Wärme umwandeln.

In der Grundbauform besteht ein Retarder aus zwei Hauptgliedern, einem mit der abzubremsenden Welle verbundenen Rotor sowie einem meist gegen ein Gehäu­ se abgestützten Stator. Durch einen Retarder kann die Bremsenergie verschleiß­ frei in Wärme umgewandelt werden, die aufgenommene Bremsleistung ist jedoch von der Drehzahl der Rotorwelle abhängig.

Bei einer primärseitigen Anordnung eines Retarders, d. h. der Verbindung seiner Rotorwelle direkt mit der Getriebeeingangswelle liegt das Schaltgetriebe im Kraftfluß zwischen dem Retarder und der abzubremsenden Welle. Die Bremsleis­ tung am Abtrieb ist dadurch von der Motordrehzahl abhängig, welche durch ent­ sprechende Gangwahl beeinflußt werden kann. Beim Einsatz eines Primär- Retarders sind Langsamfahrten am Hang möglich, ohne weitere verschleißbehaf­ tete Reibungsbremsen zuschalten zu müssen. Zum Abbremsen von Fahrzeugen aus hohen Geschwindigkeiten reicht die Bremsleistung eines Primär-Retarders je­ doch nicht aus, so daß eine zusätzliche Bremse eingesetzt werden muß. Mit ab­ nehmender Fahrgeschwindigkeit und damit verbundenen Schaltvorgängen in klei­ nere Gänge nimmt die Wirksamkeit des Primär-Retarders zu. Da das Bremsmo­ ment jedoch durch das Schaltgetriebe geführt wird, steht das Getriebe ständig unter Last und bei jedem Schaltvorgang übt der Primär-Retarder aufgrund der Ü­ bersetzungsstufe einen Bremsstoß auf das Fahrzeug aus.

Weiterhin sind auch Anordnungen allgemein bekannt, die einen Retarder am Aus­ gang des Getriebes vorsehen. In solchen Systemen wird der Retarder als Sekun­ där-Retarder bezeichnet. Dabei ist das Bremsmoment bzw. die Bremsleistung von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig. Die am Schaltgetriebe einge­ legte Übersetzung übt dabei keinen Einfluß aus. Bei schneller Fahrt und der damit verbundenen hohen Drehzahl an der Abtriebswelle, die den Rotor antreibt, wirkt am Sekundär-Retarder ein großes Bremsmoment bzw. eine hohe Bremsleistung zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit. Mit abnehmender Geschwindigkeit fällt die verschleißfreie Bremsleistung jedoch stark ab, so daß zusätzliche verschleiß­ behaftete Bremsen zugeschaltet werden müssen. Bei langsamen Gefällefahrten muß die notwendige Bremsleistung vollständig von einer anderen Bremse aufge­ bracht werden, da die Drehzahl am Getriebeausgang zu niedrig ist, um mit dem Sekundär-Retarder ausreichende Bremsverzögerungen zu ermöglichen.

Der Einsatz eines Primär-Retarders zusammen mit einem Sekundär-Retarder er­ fordert höhere Investitionen und führt aufgrund der - auch an leer laufenden Re­ tardern auftretenden - Strömungsverluste zu einer Herabsetzung des Gesamtwir­ kungsgrades des Antriebes. Bei Antriebsanlagen, die in einem beschränktem Bau­ raum einzubauen sind, ist es nicht möglich einen zweiten Retarder unterzubrin­ gen, so daß entweder ein Primär- oder ein Sekundär-Retarder vorgesehen wird.

Aus der DE 197 51 776 ist eine Strömungsbremse mit zwei Rotoren bekannt, wo­ bei der eine Rotor von der Getriebe-Eingangswelle und der andere Rotor gegen­ läufig dazu von der Getriebe-Abtriebswelle angetrieben wird.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung eine Antriebs- und Bremsan­ lage mit einer Strömungsbremse zu schaffen, die sowohl die Bremscharakteristik eines primärseitig als auch die Bremscharakteristik eines sekundärseitig angeord­ neten Retarders aufweist sowie ein Verfahren zum verschleißfreien Abbremsen eines Fahrzeugs bis fast zum Stillstand bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Antriebs- und Bremsanlage ermöglicht es in besonders wirtschaftlicher Weise eine einzige Strömungsbremse sowohl als Primär- als auch als Sekundär-Retarder zu betreiben.

Mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Antriebs- und Bremsanlage läßt sich ein Fahrzeug bei Einsatz nur eines Retarders in besonders günstiger Weise sowohl aus hoher Fahrgeschwindigkeit verschleißfrei bis fast zum Stillstand Abbremsen (Stoppbremsungen), als auch bei niedrigen Geschwindigkeiten während Gefälle­ fahrten dauerhaft verzögern, ohne eine mechanische Reibungsbremse zuzu­ schalten.

Durch die Umschalt-Möglichkeit von Sekundär- auf Primär-Retarder, können die Größe der Strömungsbremse sowie deren Kühlanlage auf ein Minimum optimiert werden, wodurch sowohl die Investitionskosten als auch die Betriebskosten redu­ ziert werden.

Bei Nutzung der Strömungsbremse als Primär-Retarder kann das Bremsmoment durch Herunterschalten in verschiedene Gangstufen gezielt an die äußeren Erfor­ dernisse angepaßt werden.

Durch die erfindungsgemäßen Kupplungen läßt sich der Retarder nahezu völlig Abschalten, so daß durch nicht aktivierte Retarder nur sehr geringe Ventilations­ verluste verursacht werden. Dies wirkt in jeder Gangstufe des Schaltgetriebes günstig auf die Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades der Antriebsanlage, so daß daraus eine weitere Senkung der Betriebskosten resultiert.

Durch den verbesserten Wirkungsgrad können mit einem solchen Fahrzeug auch bessere Fahrleistungen erzielt werden.

Durch eine erfindungsgemäße Antriebs- und Bremsanlage wird der Verschleiß an der mechanischen Reibungsbremse auf ein absolutes Minimum reduziert wodurch sich deren Standzeit in besonders vorteilhafter Weise wesentlich verlängert. Da­ durch wird der Abrieb an den Reibungspartnern deutlich verringert was sich bei - im Getriebeöl laufenden - sogenannten nassen Bremsen, besonders günstig auf die Ölwechselintervalle auswirkt, da es in geringerem Maße durch Verschmutzung belastet wird. Bei trockenen mechanischen Bremsen verschmutzt der Fahrzeugin­ nenraum weniger, wodurch sich in vorteilhafter Weise die Einsatzbedingungen für Fahrer und Bedienpersonal verbessern. Weiterhin kann der Bauraum und das Gewicht der Reibungsbremse vorteilhaft reduziert werden.

Mit dem vorteilhaften Verfahren läßt sich ein Fahrzeug völlig verschleißfrei bis na­ hezu zum Stillstand abbremsen. Dies ist möglich indem bei Abfall des Bremsmo­ ments des Sekundär-Retarders einfach zum Primär-Retarder umgeschaltet wer­ den kann, wodurch für den weiteren Bremsvorgang die Bremscharakteristik eines Primär-Retarders genutzt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbin­ dung mit der Beschreibung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Eine bei­ spielhafte Ausführung der Erfindung ist schematisch mit entsprechender Symbolik als Blockschaltbild dargestellt. Die Figur verdeutlicht den Kraftfluß und den Wir­ kungszusammenhang zwischen den einzelnen Bauteilen bzw. Baugruppen und verzichtet dabei auf einen einheitlichen Zeichnungsmaßstab, so daß die gezeich­ neten Größenverhältnisse nicht durchgängig mit der Realität übereinstimmen.

Die Antriebsleistung wird vorzugsweise durch einen Verbrennungsmotor (24) über einen Schwingungsdämpfer (23), eine Kupplung (22) sowie eine Antriebsverbin­ dung (21) auf einen Drehmomentwandler (19) übertragen. Je nach Anordnung des Motors (24) kann die Antriebsverbindung (21) beispielsweise ein Stirnräderzug, ein Kettentrieb oder ein Kegelradgetriebe sein.

Als Antrieb können beispielsweise auch Gasturbinen oder Elektromotoren einge­ setzt werden.

Der Drehmomentwandler (19) ist bevorzugt eine Standardausführung mit Pum­ penrad (20), Turbinenrad (3) sowie einem - vorzugsweise in einer Richtung dreh­ bar in einem Freilauf (5) gelagerten - Leitrad (4), der das Antriebsmoment über die Reaktionskräfte der Ölströmung auf das Turbinenrad (3) übertragen kann, wel­ ches mit der Eingangswelle (2) des Gangwechselgetriebes (1) verbunden ist. E­ benso kann jedoch das Pumpenrad (20) durch die Überbrückungskupplung (18) fest mit dem Turbinenrad (3) gekoppelt werden, so daß das Antriebsdrehmoment ohne Nutzung der hydrodynamischen Kräfte auf die Eingangswelle (2) übertragen wird. Es können selbstverständlich auch Drehmomentwandler (19) anderer Bau­ art, beispielsweise solche mit gehäusefestem oder freidrehbarem Leitrad (4) ein­ gesetzt werden.

Da der Drehmomentwandler (19) bekanntermaßen ein rotationssymmetrisches Bauteil ist, wurde in der Zeichnung nur die obere Hälfte dargestellt.

Das Gangwechselgetriebe (1) ermöglicht das Schalten mehrerer Gänge, um mit dem begrenzten Drehzahlbereich des Motors die verschiedenen Fahrgeschwin­ digkeiten des Fahrzeugs zu erreichen. Es kann auch mit einem Wendegetriebe ausgestattet sein. Das Gangwechselgetriebe (1) gibt die Antriebsleistung bei je­ dem eingelegten Gang mit der entsprechenden Über- bzw. Untersetzung durch eine Abtriebswelle (6) an einen Endabtrieb (11) ab.

Bei Radfahrzeugen, wie beispielsweise Lastkraftwagen oder sonstigen Nutzfahr­ zeugen kann der Endabtrieb (11) ein Verteilergetriebe für verschiedene An­ triebsachsen sein oder auch ein Differentialgetriebe einer Antriebsachse.

Bei Kettenfahrzeugen ist für jede Antriebsseite ein Lenkdifferential (9, 9') vorgese­ hen, das jeweils durch eine Kupplung (8, 8') mit der Abtriebswelle (6) des Gang­ wechselgetriebes (1) verbunden ist. Diese Lenkdifferentiale (9, 9') sind über einen Lenkantrieb (35) miteinander gekoppelt, um beispielsweise bei Kurvenfahrt die Antriebsleistung von der einen auf die andere Antriebsseite zu übertragen - was allgemein auch als regeneratives Lenken bezeichnet wird. Jedem Lenkdifferential (9, 9') ist eine mechanische Bremse (13, 13') zugeordnet, die mittels Kraftschluß Reibung an Bremsbelägen erzeugt und somit einem Verschleiß unterworfen ist. Die symmetrischen Bremsen (13, 13') sind nur zur Hälfte gezeichnet und können wie auch die Lenkdifferentiale (9, 9') - je nach konstruktiver Ausführung - inner­ halb des Getriebes untergebracht sein. Innerhalb des Getriebes laufen die Brem­ sen (13, 13') vorzugsweise als sogenannte nasse Bremsen im Getriebeöl, außer­ halb laufen sie üblicherweise trocken. An die Bremsen (13, 13') schließt sich im Kraftfluß an jeder Fahrzeugseite jeweils ein Endabtrieb (11, 11') an. Der Endab­ trieb (11, 11') ist jeweils durch eine Kupplung (10, 10') mit der Ausgangswelle des Lenkdifferentials (9, 9') verbunden und weist vorzugsweise noch eine Unterset­ zungstufe auf, welche die Antriebsdrehzahl für das Kettenrad (12, 12') herabsetzt.

Beim Anfahren eines Fahrzeuges wird das Antriebsdrehmoment des Motors (24) vom Drehmomentwandler (19), einem Anfahrgang sowie den weiteren Antriebsgliedern erhöht und auf die Ketten oder Räder übertragen. Zum weiteren Be­ schleunigen werden im Gangwechselgetriebe (1) die entsprechenden Gänge - manuell oder automatisch - geschaltet, wobei der Drehmomentwandler (19) je nach Bedarf auch überbrückt sein kann.

Zum verschleißfreien Abbremsen des Fahrzeugs ist eine - teilweise auch als Re­ tarder bezeichnete - Strömungsbremse (7) vorgesehen, die sich von der Ab­ triebswelle (6) oder von der Eingangswelle (2) des Gangwechselgetriebes (1) an­ treiben läßt. Dazu sind am Rotor (15) der Strömungsbremse (7) zwei Kupplungen (16, 17) angeordnet, welche eine Antriebsverbindung zur Eingangswelle (2) oder zur Abtriebswelle (6) herstellen können. Die Strömungsbremse (7) kann somit so­ wohl als Primär-Retarder oder als Sekundär-Retarder genutzt werden. Neben dem sich drehenden Rotor (15) weist die vorzugsweise regelbare Strömungsbremse (7) einen feststehenden Stator (14) auf, die sich in einem gemeinsamen Gehäuse be­ finden. Da die Strömungsbremse (7) sowie die Kupplungen (16, 17) rotations­ symmetrische Bauteile sind, wurden sie nur oberhalb ihrer Symmetrielinie, der Abtriebswelle (6) dargestellt. In der Antriebsverbindung des Retarders (7) zwi­ schen der Eingangs- (2) bzw. Abtriebswelle (6) des Gangwechselgetriebes (1) und dem Rotor (15) kann neben der Kupplung (16 oder 17) zusätzlich noch ein Trans­ fergetriebe mit fester Übersetzung zwischengeschaltet sein. Dies könnte bei­ spielsweise ein Kegelradsatz oder eine Stirnradstufe sein, um bezüglich der An­ ordnung der Strömungsbremse (7) unabhängig von der Lage oder Richtung der Ein- (2) bzw. Abtriebswelle (6) zu sein. Die Kupplung (16 oder 17) kann dabei im Kraftfluß vor oder hinter dieser Übersetzungsstufe angeordnet sein.

Die Regelung der Strömungsbremse (7) kann sowohl durch Eingriff in den Kreis­ lauf, beispielsweise mit Blende oder Stellschaufeln und/oder durch Füllungsände­ rung, beispielsweise mittels Schöpfrohr oder Zu- und Ablaufsteuerung erfolgen. Der. Retarder (7) kann ein- oder mehrflutig ausgeführt sein, sowie durch Nebenab­ triebe Lüfter antreiben. Weiterhin sind neben der hydrodynamischen Wirkweise auch Retarder (7) die nach elektrischem Prinzip funktionieren möglich, wie bei­ spielsweise Wirbelstrombremsen oder Gegenstrombremsungen mit Elektroma­ schinen.

In der dargestellten Antriebs- und Bremsanlage kann mit der Strömungsbremse (7) durch Schließen der einen Kupplung (16) zunächst die Bremscharakteristik ei­ nes sogenannten Sekundär-Retarders genutzt werden. Die bei hohen Fahrge­ schwindigkeiten mit großer Drehzahl laufende Abtriebswelle (6) treibt den Rotor (15) mit entsprechend hoher Drehzahl an und erzeugt dadurch große Bremsmo­ mente mit der Strömungsbremse (7). Dieses Bremsmoment ist jedoch proportional zum Quadrat der Antriebsdrehzahl, so daß mit sinkender Fahrgeschwindigkeit ei­ ne starke Abnahme des Bremsmoments einhergeht und der resultierende Fehlbe­ trag der Bremsleistung durch eine verschleißbehaftete mechanische Bremse (13, 13') aufgebracht werden muß.

Das mit sinkender Fahrgeschwindigkeit notwendige Herunterschalten in niedrigere Gänge führt zu einer Erhöhung der Drehzahl an der Eingangswelle (2) des Gang­ wechselgetriebes (1) und sobald deren Drehzahl höher ist als die der Abtriebs­ welle (6) wird die Kupplung (16) geöffnet und die andere Kupplung (17) geschlos­ sen, so daß die Strömungsbremse (7) von der Eingangswelle (2) als sogenannter Primär-Retarder angetrieben wird. In dieser Betriebsart stützt sich die - von den Rädern oder Ketten ggf. über die Endabtriebe (11, 11') und Lenkdifferentiale (9, 9') eingeleitete - Bewegungsenergie über das Gangwechselgetriebe (1) an der Strö­ mungsbremse (7) ab. Das Bremsmoment bzw. die Bremsleistung der - zum Pri­ mär-Retarder umgeschalteten - Strömungsbremse (7) läßt sich dadurch über die Gangwahl an die äußeren Erfordernisse anpassen. Die für eine Gefällefahrt erfor­ derliche Dauerbremsleistung kann alleine von der auf Primär-Retarder umge­ schalteten Strömungsbremse (7) aufgenommen werden, ohne daß zusätzlich eine mechanische Reibungsbremse (13, 13') aufgeschaltet werden muß.

Die bei Schaltvorgängen auftretenden Bremsstöße, die durch stufige Veränderung des Bremsmoments am Primär-Retarder, aufgrund der wechselnden Überset­ zungsstufen verursacht werden, können durch Regelung der Strömungsbremse (7) und/oder kurzzeitiges Zuschalten der mechanischen Bremsen (13, 13') gemil­ dert bzw. verhindert werden.

Durch die Möglichkeit bei einer erfindungsgemäß ausgeführten Antriebs- und Bremsanlage mit einer einzigen Strömungsbremse (7) sowohl den Bremsmo­ mentenverlauf eines Sekundär- als auch den Bremsmomentenverlauf eines Pri­ mär-Retarders nutzen zu können, ist es möglich ein Fahrzeug völlig verschleißfrei bis nahezu zum Stillstand abzubremsen.

Beim Einleiten eines Bremsvorgangs oberhalb einer vorher festgelegten Ge­ schwindigkeit wird zunächst die eine Kupplung (16) geschlossen, sodaß die Strömungsbremse (7) zunächst als Sekundär-Retarder wirkt. Diese Geschwindig­ keit stellt im Bremsmomentenverlauf den Punkt dar, an dem das Bremsmoment des Sekundär-Retarders unter den Betrag des Momentes des Primär-Retarders fällt und muß aufgrund der Abhängigkeit von der Über- bzw. Untersetzung des Gangwechselgetriebes (1) für jeden Antriebsstrang gesondert ermittelt werden. Sobald die Drehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit erreicht ist bei der das Bremsmo­ ment des Sekundär-Retarders während des Bremsvorgangs unter das des Primär- Retarders abfallen würde, wird die Kupplung (16) geöffnet und die andere Kupp­ lung (17) geschlossen, um mit der Wirkung des Primär-Retarders weiter zu brem­ sen. Zur weiteren Verringerung der Fahrgeschwindigkeit während des Bremsvor­ gangs mit dem Primär-Retarder kann das Bremsmoment der Strömungsbremse (7) durch Herunterschalten des Gangwechselgetriebes (1) noch gesteigert wer­ den. Zum Abbremsen eines Fahrzeugs bis ganz zum Stillstand muß unterhalb ei­ ner bestimmten Geschwindigkeit eine Restbremsleistung durch mechanische bzw. verschleißbehaftete Bremsen (13, 13') aufgebracht werden.

Bei Verwendung einer Strömungsbremse (7), die innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereichs auf ein konstantes Bremsmoment abgeregelt ist, wäre der Um­ schaltpunkt durch den Abfall des Bremsmoments unter den Abregelungsbetrag festgelegt, da ab diesem Punkt der Bremsmomentenverlauf des Primär-Retarders günstiger verläuft.

Um während des Betriebs als Primär-Retarder zur Steigerung des Bremsmoments auf Schaftvorgänge verzichten zu können, kann die Strömungsbremse (7) so aus­ gelegt werden, daß beispielsweise in einem mittleren Gang ein Bremsmoment aufgebracht wird, welches genügt, um das Fahrzeug zusammen mit der mechani­ schen Bremse (13, 13') bis zum Stillstand abzubremsen.

Die Kupplungen (16, 17) zum Umschalten von Sekundär- auf Primär-Retarder und umgekehrt sind lastschaltbare Kupplungen, vorzugsweise Lamellenkupplungen, die durch mechanische oder elektrische Sicherungseinrichtungen gegen gleich­ zeitiges Schließen gesichert werden können. Die triebliche Verbindung des Rotors (15) mit der Eingangswelle (2) kann auch über das Pumpenrad (20) eines mit ei­ ner Überbrückungskupplung (18) ausgestatteten Drehmomentwandlers (19) erfol­ gen.

Durch Öffnen beider Kupplungen (16, 17) können die Ventilationsverluste der nicht aktivierten Strömungsbremse (7) auf einfachste Weise minimiert werden, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Antriebsanlage verbessert wird.

Zum Umschalten zwischen den verschiedenen Betriebsarten sowie zum Steuern von Bremsvorgängen können eine Steuerungseinrichtung (30) sowie Stellmittel zur Betätigung bzw. Regelung der Kupplungen (16, 17), Bremsen (13, 13') und der Strömungsbremse (7) vorgesehen werden. In der Steuerungseinrichtung (30) können beliebige Fahr- bzw. Bremsprogramme abgespeichert werden und über Drehzahlsensoren (31, 32, 33) erhält sie beispielsweise Informationen über die Drehzahl der Abtriebswelle (6), des Motors (24) bzw. des Turbinenrades (3) des Drehmomentwandlers (19). Weiterhin können über eine Schnittstelle mit dem Fahrpedal auch Informationen über den aktuellen Fahrwunsch des Fahrers einge­ speist werden. Aus den eingegebenen Informationen kann die Steuerungsein­ richtung (30) beispielsweise ein bestimmtes Fahr- bzw. Bremsprogramm auswäh­ len und die Kupplungen (16, 17), die Strömungsbremse (7) und/oder die Bremsen (13, 13') dementsprechend über die Stellmittel ansteuern. Über die Drehzahl an der Abtriebswelle (6) sowie der Information über den eingelegten Gang kann die Steuerungseinrichtung (30) den optimalen Umschaltpunkt von Sekundär- auf Pri­ mär-Retarder ermitteln und zum gegebenen Zeitpunkt die beiden Kupplungen (16, 17) entsprechend ansteuern, so daß sie aufeinander abgestimmt öffnen bzw. schließen, ohne daß das Bremsmoment an der Abtriebswelle (6) unterbrochen wird.

Bei Schaltvorgängen im Gangwechselgetriebe (1) während die Strömungsbremse (7) als Primär-Retarder arbeitet, können stufenlose Übergänge zu den schlagartig auf anderem Niveau verlaufenden Bremsmomenten im anderen Gang realisiert werden, indem die Steuerungseinrichtung (30) über die Stellmittel die Wirkung der Strömungsbremse (7) regelt und/oder falls erforderlich kurzzeitig die mechani­ schen Bremsen (13, 13') zuschaltet. Bei einem Kettenfahrzeug kann die Steue­ rungseinrichtung (30) auch mit der Informationen über Lenkmanöver gespeist werden, damit beim gesteuerten Aufschalten der mechanischen Bremsen (13, 13') der Kurvenradius beibehalten wird.

Ein wesentlicher Kern der vorstehend beschriebenen Erfindung liegt darin, daß mit ein und der selben in die Antriebs- und Bremsanlage integrierten Strömungsbrem­ se sowohl eine typische primär- als auch sekundärseitige Leistungs- bzw. Dreh­ momentcharakteristik erzeugt werden kann, wobei durch Umschalten zwischen den beiden Betriebsarten der - für den jeweiligen Fahrbetrieb - günstigere Bremsmomentenverlauf gewählt werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Gangwechselgetriebe

2

Eingangswelle

3

Turbinenrad

4

Leitrad

5

Freilauf

6

Abtriebswelle

7

Strömungsbremse (Retarder)

8

,

8

' Kupplung

9

,

9

' Lenkdifferential

10

,

10

' Kupplung

11

,

11

' Endabtrieb

12

,

12

' (Ketten-)Rad

13

,

13

' Bremse

14

Stator

15

Rotor

16

Kupplung

17

Kupplung

18

Überbrückungskupplung

19

Drehmomentwandler

20

Pumpenrad

21

Antriebsverbindung

22

Kupplung

23

Schwingungsdämpfer

24

Motor

30

Steuerungseinrichtung

31

Drehzahlsensor

32

Drehzahlsensor

33

Drehzahlsensor

35

Lenkantrieb

Claims (14)

1. Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einem Antriebsmotor (24), ei­ nem Gangwechselgetriebe (1), einer Strömungsbremse (7) sowie mindestens einem Endabtrieb (11), dem eine mechanische Bremse (13) zugeordnet ist, wobei der Antriebsmotor (24) trieblich mit einer Eingangswelle (2) des Gang­ wechselgetriebes (1) verbunden ist und eine Abtriebswelle (6) des Gangwech­ selgetriebes (1) auf den oder die Endabtriebe (11) treibt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungsbremse (7) wahlweise an der Eingangswelle (2) des Gangwechselgetriebes (1) als Primär-Retarder oder an der Abtriebswelle (6) des Gangwechselgetriebes (1) als Sekundär-Retarder betreibbar ist.

2. Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen der Eingangswelle (2) und der Strömungsbremse (7) sowie zwischen der Abtriebswelle (6) und der Strömungsbremse (7) last­ schaltbare Kupplungen (16, 17) vorgesehen sind, durch welche die Strö­ mungsbremse (7) mit der Eingangswelle (2) oder der Abtriebswelle (6) kop­ pelbar ist.

3. Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kupplungen (16, 17) als Lamellenkupplungen ausge­ führt sind.

4. Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigung der Kupplungen (16, 17) eine Steue­ rungseinrichtung (30) und Stellmittel vorgesehen sind.

5. Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die triebliche Verbindung der Strömungsbremse (7) mit der Eingangswelle (2) und/oder der Abtriebswelle (6) mindestens ein Zwischenrad enthält.

6. Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach einem oder mehreren der vo­ rangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbremse (7) als elektrische Wirbelstrombremse ausgeführt ist.

7. Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach einem oder mehreren der vo­ rangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsbremse (7) die Gegenstrombremsung eines Elektromotors vorgesehen ist.

8. Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach einem oder mehreren der vo­ rangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ein Kettenfahrzeug ist, das von einem Motor (24) angetrieben wird, der über eine Antriebsverbindung (21) und einen Drehmomentwandler (19) auf die Ein­ gangswelle (2) eines Gangwechselgetriebes (1) treibt, an dessen Abtriebs­ welle (6) für beide Antriebsseiten jeweils ein Lenkdifferential (9), eine Bremse (13) sowie ein Endabtrieb (11) mit Kettenrad (12) vorgesehen ist, wobei die beiden Lenkdifferentiale (9) über einen Lenkantrieb (35) trieblich miteinander verbunden sind und eine Strömungsbremse (7) vorgesehen ist, die durch eine erste Kupplung (16) mit der Abtriebswelle (6) oder durch eine zweite Kupplung (17) mit der Eingangswelle (2) des Gangwechselgetriebes (1) koppelbar ist.

9. Verfahren zum Betrieb einer Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug, mit einem Antriebsmotor (24), einem Gangwechselgetriebe (1), einer Strömungs­ bremse (7) sowie mindestens einem Endabtrieb (11), dem eine mechanische Bremse (13) zugeordnet ist, wobei der Antriebsmotor (24) trieblich mit einer Eingangswelle (2) des Gangwechselgetriebes (1) verbunden ist und eine Ab­ triebswelle (6) des Gangwechselgetriebes (1) auf den oder die Endabtriebe (11) treibt, wobei die Strömungsbremse (7) wahlweise an der Eingangswelle (2) des Gangwechselgetriebes (1) als Primär-Retarder oder an der Abtriebs­ welle (6) des Gangwechselgetriebes (1) als Sekundär-Retarder betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abbremsen des Fahrzeugs von oberhalb einer vorwählbaren Fahrgeschwindigkeit eine Kupplung (16) geschlossen wird, so daß die Strömungsbremse (7) mit der Bremscharakteristik eines Se­ kundär-Retarders wirkt und nach Verzögerung des Fahrzeugs unterhalb einer vorwählbaren Fahrgeschwindigkeit diese Kupplung (16) wieder geöffnet und eine andere Kupplung (17) geschlossen wird, so daß die Strömungsbremse (7) mit der Bremscharakteristik eines Primär-Retarders wirkt.

10. Verfahren zum Betrieb einer Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nutzung der Strömungs­ bremse (7) als Primär-Retarder das Bremsmoment durch Herunterschalten in niedrigere Gänge des Gangwechselgetriebes (1) erhöht wird, wobei der Über­ gang vom Bremsmomentenverlauf im höheren Gang zum Bremsmomenten­ verlauf im niedrigeren Gang durch Regelung der Strömungsbremse (7) und Aufschalten der Bremse (13) nahezu stufenlos ineinander übergehen.

11. Verfahren zum Betrieb einer Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (16, 17) mittels einer Steuerungseinrichtung (30) über Stellmittel geschaltet wer­ den.

12. Verfahren zum Betrieb einer Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wir­ kungen der Strömungsbremse (7) und/oder der Bremse (13) von einer Steue­ rungseinrichtung (30) durch Stellmittel geregelt werden.

13. Verfahren zum Betrieb einer Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß während der Betätigung einer Kupplung (16, 17) oder bei einem Schaltvorgang im Gangwechselgetriebe (1) und geschlossener Kupplung (17) die Bremse (13) gesteuert aufgeschaltet wird.

14. Verfahren zum Betrieb einer Antriebs- und Bremsanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp­ lungen (16, 17) bei deaktivierter Strömungsbremse (7) geöffnet werden.