DE102004055821A1 - Power transmission unit for especially rail vehicles has combined braking and functional unit with first brake unit in form of hydrodynamic retarder and second in form of electric machine - Google Patents

Power transmission unit for especially rail vehicles has combined braking and functional unit with first brake unit in form of hydrodynamic retarder and second in form of electric machine Download PDF

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Abstract

The power transmission unit (1) for especially rail vehicles has a combined braking and functional unit (2) with a first brake unit in the form of a hydrodynamic retarder (3) and a second in the form of an electric machine (10). The hydrodynamic retarder has a rotor blade wheel (4) coupled to a power transmission element, and a stator blade wheel (5) forming a working chamber (6) filled with an operating medium. The electric machine comprises at least one rotor and a stator and is connected to a power supply source. The rotor is connected to the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder. An independent claim is included for a method for the optimizing of the operating mode of a power transmission unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leistungsübertragungssystem mit einer kombinierten Brems- und Funktionseinheit, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1; ferner ein Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise eines hydrodynamischen Retarders.The The invention relates to a power transmission system with a combined brake and functional unit, in detail with the features of the preamble of claim 1; furthermore Method for optimizing the operation of a hydrodynamic Retarder.

Bei Schienenfahrzeugen werden in Antriebssträngen Leistungsübrtragungssysteme eingesetzt, bei welchen als Antriebsmaschinen häufig herkömmliche Antriebsmaschinen in Form von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in Form von Dieselmotoren verwendet werden. Die Leistungsübertragung zu den anzutreibenden Rädern erfolgt dann über ein Getriebe. Bei diesem handelt es sich aufgrund der gerade für diesen Anwendungszweck besonders vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich der Steuer- und Regelbarkeit, Verschleiß, sowie der Übertragbarkeit sehr hoher Leistung in der Regel um Strömungsgetriebe, umfassend eine Mehrzahl von einzelnen hydrodynamischen Komponenten in Form von hydrodynamischen Kupplungen und/oder hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlern. Dabei ist in der Regel einer dieser Komponenten immer nur ein bestimmter Betriebs- bzw. Geschwindigkeitsbereich zugeordnet, in welchem die Leistungsübertragung über diese hydrodynamische Komponente erfolgt. Zur Gewährleistung einer gewünschten Verzögerung des Fahrzeugs ist in der Regel ein hydrodynamischer Retarder vorgesehen. Dieser umfasst ein als Rotorschaufelrad fungierendes Primärrad und ein als Statorschaufelrad fungierendes Sekundärrad, wobei das Statorschaufelrad ortsfest gegenüber einem Gehäuse oder einem anderen ortsfesten Element angeordnet ist und ferner das Rotorschaufelrad drehfest mit einer abzubremsenden Welle oder einem abzubremsenden Element verbunden ist. Je nach Anforderung und gewünschtem zu erzeugenden Bremsmoment wird dieser als Primärretarder oder Sekundärretarder eingesetzt. Im erstgenannten Fall ist das Rotorschaufelrad dabei mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest verbunden. Die Anordnung des Retarders erfolgt vor dem Getriebe. Bei Ausführungen mit Sekundärretarder erfolgt die Anordnung im oder hinter dem Getriebe. Aufgrund der gegebenen Abhängigkeit von der Drehzahl am Rotorschaufelrad ist der hydrodynamische Retarder dann zur Erzeugung eines gewünschten vordefinierten Bremsmomentes entsprechend auszulegen. Zur Abbremsung großer Massen ist es dabei erforderlich, den Retarder entsprechend groß auszulegen. Ferner ist zur Gewährleistung einer hohen Retarderverfügbarkeit eine bestimmte vordefinierte Temperatur des Betriebsmediums, welches im Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders umgewälzt wird, einzuhalten. Die Temperatur des Betriebsmediums kann dabei direkt durch die Temperatur des Betriebsmittels charakterisiert sein oder aber indirekt, beispielsweise durch einen, zumindest thermisch mit dem Betriebsmittelkreislauf gekoppelten Kühlmittelkreislauf. Bei Ausführung des hydrodynamischen Retarders als Wasserpumpenretarder, bei welchem der Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine gleichzeitig den Betriebsmittelkreislauf für den hydrodynamischen Retarder bildet, entspricht hier die Temperatur des Betriebsmittels quasi der des Kühlmittels für die Verbrennungskraftmaschine. Um eine sichere Funktionsweise des Antriebssystems zu gewährleisten, darf dabei auch die Temperatur des Kühlmittels einen bestimmten maximal zulässigen Wert nicht übersteigen. Dies hat zur Folge, dass bei einem gewünschten maximal abzugebenden Bremsmoment entweder die hydrodynamische Komponente und die dazugehörigen Anlagen, das heißt insbesondere das Betriebsmittelsystem und das Kühlsystem, entsprechend auszulegen sind. Gerade bei Schienenfahrzeugen, bei denen sehr große Massen abzubremsen sind, ist dies jedoch aufgrund des erforderlichen Bauraumes von Nachteil. Insbesondere ist der hydrodynamische Retarder dann nicht mehr bauraumoptimal zu integrieren und/oder zusätzliche Bremssysteme, in der Regel mechanische Systeme die an den Rädern wirksam werden, sind ebenfalls entsprechend zu dimensionieren. Ein weiteres Problem stellt die Abbremsung bei niedrigen Geschwindigkeiten dar.at Rail vehicles are used in drive trains Leistungsübrtragungssysteme used in which as drive machines often conventional drive machines in Form of internal combustion engines, especially in the form of diesel engines be used. The power transmission to the wheels to be driven then takes over a gearbox. This is because of the just for this Application of particularly advantageous properties in terms controllability, wear, and transferability very high power usually to flow gear, comprising a Plurality of individual hydrodynamic components in the form of hydrodynamic clutches and / or hydrodynamic speed / torque converters. As a rule, one of these components is always only one specific one Operating or speed range assigned, in which the power transmission via this hydrodynamic component takes place. To guarantee a desired one delay The vehicle is usually provided a hydrodynamic retarder. This includes a functioning as a rotor blade impeller and a primary acting as Statorschaufelrad secondary wheel, the Statorschaufelrad stationary opposite a housing or another stationary element and further the rotor blade wheel rotatably with a braked shaft or connected to a braked element. Depending on requirements and desired to be generated braking torque this is called primary retarder or secondary retarder used. In the former case, the rotor blade wheel is included rotatably connected to the crankshaft of the internal combustion engine. The arrangement of the retarder takes place in front of the gearbox. For versions with secondary retarder the arrangement takes place in or behind the gearbox. Due to the given dependence the rotational speed at the rotor blade wheel is the hydrodynamic retarder then to generate a desired one predefined braking torque interpreted accordingly. For braking greater Masses it is necessary to design the retarder correspondingly large. Furthermore, to guarantee a high retarder availability a certain predefined temperature of the working medium, which is circulated in the working space of the hydrodynamic retarder, observed. The temperature of the operating medium can be directly be characterized by the temperature of the resource or but indirectly, for example by one, at least thermally with the Equipment circuit coupled coolant circuit. When executing the hydrodynamic retarder as Wasserpumpenretarder, in which the coolant circuit the internal combustion engine at the same time the resource cycle for the forms hydrodynamic retarder, here corresponds to the temperature the resource quasi that of the coolant for the internal combustion engine. To ensure safe operation of the drive system, The temperature of the coolant may also be a certain maximum permissible value do not exceed. This has the consequence that at a desired maximum to be delivered Brake torque either the hydrodynamic component and its associated equipment, this means in particular the operating system and the cooling system, interpreted accordingly are. Especially for rail vehicles where very large masses decelerate However, this is due to the required space of Disadvantage. In particular, the hydrodynamic retarder is then not to integrate more space optimally and / or additional braking systems, in the Usually mechanical systems that are effective on the wheels are also corresponding to dimension. Another problem is the deceleration low speeds.

Aufgrund der Abhängigkeit der erzeugbaren Bremsleistung von der Drehzahl des Rotorschaufelrades des hydrodynamischen Retarders verringert sich diese mit zunehmender Verzögerung des abzubremsenden Elementes. Bei gleichbleibendem Füllungsgrad führt dies jedoch zu einer Verringerung der Bremsleistung. Gerade für den Rangierbetrieb und bei Schienenfahrzeugen auftretenden Betriebswegen mit geringer Geschwindigkeit bedeutet dies, dass die Bremswirkung quasi mit zunehmender Abbremsung verringert wird. Daher werden in diesem Betriebsbereich häufig mechanische Systeme eingesetzt, die jedoch aufgrund der Dauerbeanspruchung in diesem Bereich hohem Verschleiß unterworfen sind.by virtue of the dependence the producible braking power of the speed of the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder decreases with increasing delay of the element to be braked. At constant filling level does this however, to a reduction in braking power. Especially for shunting operations and on railways occurring operating routes with less Speed means that the braking effect with increasing Deceleration is reduced. Therefore, in this operating area often mechanical systems used, however, due to the continuous load in subject to high wear in this area.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit für den Einsatz in Schienenfahrzeugen zu schaffen, die neben einer optimalen Bremsleistungsbereitstellung auch durch geringen konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand charakterisiert ist und ferner mit wenig Bauraum auskommt.Of the The invention was therefore based on the object, a possibility for use in rail vehicles to provide that in addition to optimal braking power delivery also characterized by low design and control engineering effort is and also manages with little space.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The solution according to the invention is characterized by the features of claim 1. Advantageous embodiments are in the subclaims described.

Erfindungsgemäß wird eine kombinierte Brems- und Funktionseinheit in einem Leistungsübertragungssystem verwendet, welche eine erste Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders und eine elektrische Maschine umfasst. Die elektrische Maschine fungiert dabei wenigstens als zweite Bremseinrichtung und ist entweder als Zusatzbremseinrichtung oder gleichwertige Bremseinrichtung zum hydrodynamischen Retarder ausgeführt. Die elektrische Maschine ist wenigstens mit einer Energieversorgungseinheit gekoppelt. Der hydrodynamische Retarder umfasst ein mit einem abzubremsenden Element drehfest verbundenes und als Rotorschaufelrad fungierendes Primärrad und ein als Statorschaufelrad fungierendes Sekundärrad. Das Sekundärrad beziehungsweise Statorschaufelrad ist dabei ortsfest gegenüber dem Gehäuse oder einem anderen ortsfesten Element angeordnet. Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad bilden dabei einen mit Betriebsmittel befüllbaren, vorzugsweise torusförmig ausgebildeten Arbeitsraum. Dazu ist dem hydrodynamischen Retarder ein Betriebsmittelversorgungssystem zugeordnet. Das Betriebsmittelversorgungssystem kann dabei vielgestaltig ausgeführt sein. Dies hängt im einzelnen davon ab, wie der hydrodynamische Retarder gesteuert wird. In der Regel handelt es sich um ein Betriebsmittelversorgungssystem, umfassend einen externen, dem Arbeitsraum zugeordneten geschlossenen Kreislauf, welcher mit einem Betriebsmittelbehälter gekoppelt ist, wobei die Steuerung des Füllungsgrades durch Aufbringen eines statischen Überlagerungsdruckes in den geschlossenen Kreislauf, vorzugsweise jedoch den mit diesem gekoppelten Betriebsmittelbehälter, insbesondere auf den Betriebsmittelspiegel erfolgt. Andere Möglichkeiten sind denkbar. In Abhängigkeit eines Fahrerwunsches, nach gewünschter Verzögerung und/oder dem Konstanthalten einer Geschwindigkeit und/oder der Erzeugung eines Bremsmomentes und den baulichen Gegebenheiten wird dann die Stelleinrichtung angesteuert und der hydrodynamische Retarder, insbesondere der Arbeitsraum, mit Betriebsmittel befüllt, wobei in Abhängigkeit des Füllungsgrades ein bestimmtes Bremsmoment einstellbar ist. Erfindungsgemäß ist, wie bereits ausgeführt, eine weitere zweite Bremseinrichtung vorgesehen, die in Form der elektrischen Maschine ausgeführt ist. Die elektrische Maschine umfasst dabei einen Rotor und mindestens einen Stator. Der Rotor der elektrischen Maschine ist erfindungsgemäß drehfest mit dem Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders verbindbar. Dadurch wird eine multifunktionale Einheit geschaffen, die zum einen als kombinierte Bremseinheit oder als kombinierte Brems- und Funktionseinheit verschiedene Funktionen erfüllen kann. Gemäß einem ersten Lösungsansatz wird die elektrische Maschine als Zusatz oder gleichwertige Bremseinrichtung genutzt. Dies bedeutet, dass bei Vorliegen eines Fahrerwunsches nach Erzeugung eines Bremsmomentes und/oder einer Verzögerung und/oder einer anderen, einem Bremsvorgang wenigstens mittelbar charakterisierende Größe die Bremsleistung, das Moment entweder über den hydrodynamischen Retarder, die elektrische Maschine oder beide gemeinsam bereitgestellt wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird dem hydrodynamischen Retarder dabei die Priorität zugewiesen. Dies bedeutet, dieser wird hinsichtlich eines maximal an diesem erzeugbaren Bremsmoment ausgelegt. Reicht dieses nicht aus, um die Sollwertvorgabe aus dem vorliegenden Fahrerwunsch zu erfüllen, wird zusätzlich die elektrische Maschine angesteuert, indem diese in Betrieb genommen wird, wobei diese derart angesteuert wird, dass der Rotor ein Moment erzeugt, welches dem am abzubremsenden Element beziehungsweise am Rotorschaufelrad entgegengerichtet ist, d.h. ein Gegenmoment zum Moment abzubremsenden Element. Diese elektrische Maschine wird quasi als Wirbelstrombremse betrieben. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, von vornherein die erforderliche Bremsleistung auf beide Bremseinrichtungen aufzuteilen, wobei die Aufteilung entweder frei, das heißt

  • a) beliebig, oder
  • b) in Abhängigkeit von einer maximal zu erbringenden Leistung an einem der beiden Systeme oder
  • c) gleich aufgeteilt auf beide Bremssysteme oder
  • d) allein oder zusätzlich zu einer der Möglichkeiten gemäß a) bis c) in Abhängigkeit von einzuhaltenden Randbedingungen im Leistungsübertragungssystem, die eine Reduzierung bzw. Abweichung vom Fahrerwunsch bzw. dem dadurch vorgegebenen einzustellenden Sollwert am Retarder bewirken.
bereitgestellt wird.According to the invention, a combined brake and functional unit is used in a power transmission system, which comprises a first braking device in the form of a hydrodynamic retarder and an electric machine. The electric machine acts at least as a second braking device and is designed either as additional braking device or equivalent braking device to the hydrodynamic retarder. The electric machine is at least coupled to a power supply unit. The hydrodynamic retarder includes a rotatably connected to an element to be braked and acting as Rotorschaufelrad primary wheel and acting as a stator blade secondary wheel. The secondary wheel or Statorschaufelrad is stationary relative to the housing or another stationary element arranged. Rotor blade wheel and stator blade wheel thereby form a working space which can be filled with operating means, preferably a torus-shaped working space. For this purpose, a resource supply system is assigned to the hydrodynamic retarder. The resource supply system can be designed in many forms. This depends in detail on how the hydrodynamic retarder is controlled. In general, it is a resource supply system comprising an external, the working space associated closed circuit, which is coupled to a resource container, wherein the control of the degree of filling by applying a static overlay pressure in the closed circuit, but preferably the coupled with this resource container, in particular to the resource level. Other possibilities are conceivable. Depending on a driver's request, the desired delay and / or keeping constant a speed and / or the generation of a braking torque and the structural conditions then the adjusting device is controlled and the hydrodynamic retarder, in particular the working space, filled with resources, depending on the degree of filling certain braking torque is adjustable. According to the invention, as already stated, a further second braking device is provided which is designed in the form of the electric machine. The electric machine comprises a rotor and at least one stator. The rotor of the electric machine according to the invention rotatably connected to the rotor blade of the hydrodynamic retarder. As a result, a multifunctional unit is created, which can fulfill various functions as a combined brake unit or as a combined brake and functional unit. According to a first approach, the electric machine is used as an accessory or equivalent braking device. This means that in the presence of a driver request after generation of a braking torque and / or a deceleration and / or another, a braking process at least indirectly characterizing size of the braking power, the torque is provided either via the hydrodynamic retarder, the electric machine or both together. According to a particularly advantageous embodiment, the hydrodynamic retarder is assigned the priority. This means that it is designed with respect to a maximum of this brake torque can be generated. If this is not sufficient in order to fulfill the setpoint specification from the present driver's request, the electric machine is additionally controlled by putting it into operation, whereby it is controlled in such a way that the rotor generates a moment corresponding to the element to be braked or to the rotor blade wheel is opposite, ie a counter-moment to the moment braked element. This electric machine is operated virtually as an eddy current brake. Another possibility is to divide from the outset the required braking power on both braking devices, the division either free, that is
  • a) arbitrary, or
  • b) depending on a maximum performance to be provided on one of the two systems or
  • c) equally divided between both brake systems or
  • d) alone or in addition to one of the possibilities according to a) to c) as a function of the boundary conditions to be met in the power transmission system, which cause a reduction or deviation from the driver's request or the desired value to be set at the retarder.
provided.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung wird dabei zumindest immer die Bremsleistung, welche theoretisch über den hydrodynamischen Retarder erzeugbar ist, voll ausgenutzt und die elektrische Maschine, welche hier noch mit einer Energieversorgungseinrichtung gekoppelt ist, nur als Zusatzbremseinrichtung genutzt. Dadurch wird es möglich, Überdimensionierung der hydrodynamischen Komponenten auch für größere abzubremsende Massen zu vermeiden. Der hydrodynamische Retarder kann dabei klein und kompakt bauen, da dieser nur einen bestimmten Hauptanteil der zu erbringenden Bremsleistung aufbringen muss, der übrige Bremsleistungsanteil wird über die elektrische Maschine als Zusatzbremseinrichtung erzeugt.According to one particularly advantageous embodiment is at least always the braking power, which theoretically on the Hydrodynamic retarder is produced, fully exploited and the electrical Machine, which still has a power supply unit is coupled, used only as additional braking device. This will it possible overdimensioning the hydrodynamic components also for larger masses to be braked avoid. The hydrodynamic retarder can be small and compact As this only a certain main part of the braking power to be provided must apply, the remaining brake power share will over the electric machine generates additional braking device.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise eines hydrodynamischen Retarders ist dadurch charakterisiert, dass dieser als Hauptbremseinrichtung verwendet wird, indem dieser einen maximal zulässigen Bremsleistungsanteil bereitstellt beziehungsweise in Abhängigkeit der vorliegenden Drehzahl am abzubremsenden Element ein maximal zulässiges Bremsmoment erzeugt. Der übrige Bremsleistungsanteil wird dann von der elektrischen Maschine bereitgestellt. Diese wird in Betrieb genommen und an der elektrischen Maschine wird ein Gegenmoment zum Moment an der abzubremsenden Welle oder dem abzubremsenden Element und damit auch dem Rotorschaufelrad des Retarders erzeugt, was zu einer Abbremsung führt. Da die Bremsleistung des hydrodynamischen Retarders im Wesentlichen von der Drehzahldifferenz der Retarderschaufelräder, Statorschaufelrad und Rotorschaufelrad, abhängt, nimmt die entsprechende Bremswirkung mit der aufgrund der Erzeugung des Bremsmomentes erfolgenden Geschwindigkeitsabnahme und damit auch der Abnahme der Drehzahldifferenz der Retarderschaufelräder ab. Durch eine entsprechende Erhöhung der Leistung der elektrischen Maschine kann dieser Effekt kompensiert werden beziehungsweise eine Bremswirkung auch noch im Bereich geringer Geschwindigkeiten erzielt werden, was insbesondere einer Flüsterbremsung entspricht und den Verschleiß mechanischer Bremssysteme erheblich mindert. Dazu wird erfindungsgemäß der Bremsleistungsanteil der elektrischen Komponente bei verringerter Bremsleistung der hydrodynamischen Komponente in Abhängigkeit der sich zwischen Rotorschaufelrad und Stator einstellenden beziehungsweise verändernden Drehzahldifferenz erhöht. Somit kann über den gesamten Fahrbereich, das heißt insbesondere alle überstreichbaren Geschwindigkeitsbereiche, immer auch ein gleicher Bremseffekt, insbesondere die gleiche Bremsleistung, unabhängig von der bereits erzielten Verzögerung eingestellt werden. Erfindungsgemäß wird somit in Abhängigkeit des Fahrerwunsches bei Vorgabe einer bestimmten Bremsleistung beziehungsweise eines bestimmten Bremsmomentes und/oder einer Verzögerung und/oder des Einhaltens einer konstanten Geschwindigkeit der hydrodynamischen Retarder derart angesteuert, dass dieser einen ersten Teil der Bremsleistung bereitstellt. Es wird quasi ein Sollwert für das vom hydrodynamischen Retarder abzugebende Bremsmoment aus dem Fahrerwunsch gebildet. Dieser Sollwert wird mit dem theoretisch möglichen maximal zu erbringenden Wert mit einem Referenzwert, der einem maximal zulässigen Moment entspricht, verglichen. Wird der theoretisch maximal zulässige Wert nicht überschritten, wird der Bremsvorgang vorerst nur über die hydrodynamische Komponente eingeleitet. Diese wird befüllt, in Abhängigkeit des gewünschten Bremsmomentes mit einem bestimmten Füllungsgrad. Während des Bremsvorganges wird dabei die Drehzahldifferenz, insbesondere die Abnahme der Drehzahl am Rotorschaufelrad überwacht. Wird dabei ein bestimmter Wert erreicht, welcher bei einem bestimmten Füllungsgrad immer noch ein bestimmtes Bremsmoment erzeugt, wird der zum Fahrerwunsch für das zu erzeugende Bremsmoment fehlende Anteil über die zweite Bremseinrichtung in Form der elektrischen Bremseinrichtung erbracht. Damit wird quasi auch bei für den Fahrer spürbarer merkbarer Abnahme der Geschwindigkeit trotzdem mit gleicher Bremswirkung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich operiert, was letztendlich auch dazu führt, dass der gesamte Bremsvorgang, insbesondere beim Abbremsen auf Geschwindigkeit Null, wesentlich rascher abgeschlossen ist als nur allein über die hydrodynamische Komponente. Ferner ist es mit dieser Ausführung auch möglich, dass im Falle des Überschreitens des Fahrerwunsches der über dem theoretisch maximal zulässigen Bremsmoment liegende Teil des bereitzustellenden Gesamtbremsmomentes, welcher sich aus dem Fahrerwunsch ergibt, gleichzeitig über die Zusatzbremseinrichtung in Form der elektrischen Maschine bereitgestellt wird. Die elektrische Maschine fungiert damit quasi als Zusatz- und Sicherheitsbremseinrichtung, die die hydrodynamische Bremseinrichtung ergänzt und deren Schwachstellen, vor allem im niederen Geschwindigkeitsbereich, ausgleicht.The inventive method for optimizing the operation of a hydrodynamic retarder is characterized in that it is used as a main brake device by the provides a maximum allowable brake power component or generates a maximum allowable braking torque as a function of the present speed at the element to be braked. The remaining brake power component is then provided by the electric machine. This is put into operation and on the electric machine, a counter-torque is generated to the moment at the braked shaft or braked element and thus also the rotor blade wheel of the retarder, which leads to a deceleration. Since the braking power of the hydrodynamic retarder essentially depends on the speed difference of the retarder blade wheels, stator blade wheel and rotor blade wheel, the corresponding braking effect decreases with the speed decrease due to the generation of the braking torque and thus also with the decrease in the rotational speed difference of the retarder vane wheels. By a corresponding increase in the power of the electric machine, this effect can be compensated or a braking effect even in the range of low speeds can be achieved, which corresponds in particular to a whisper and significantly reduces the wear of mechanical brake systems. For this purpose, according to the invention, the braking power fraction of the electrical component is increased with reduced braking power of the hydrodynamic component as a function of the rotational speed difference which is established or changes between rotor blade wheel and stator. Thus, over the entire driving range, ie in particular all paintable speed ranges, always a same braking effect, in particular the same braking power, regardless of the delay already achieved can be adjusted. According to the invention, the hydrodynamic retarder is thus controlled in response to the driver's request when specifying a specific braking power or a specific braking torque and / or a deceleration and / or maintaining a constant speed such that it provides a first part of the braking power. It is virtually formed a desired value for the to be delivered by the hydrodynamic retarder braking torque from the driver's request. This setpoint value is compared with the theoretically possible maximum value to be provided with a reference value that corresponds to a maximum permissible torque. If the theoretically maximum permissible value is not exceeded, the braking process is initially initiated only via the hydrodynamic component. This is filled, depending on the desired braking torque with a certain degree of filling. During the braking process while the speed difference, in particular the decrease in speed is monitored on the rotor blade. If a certain value is reached, which still produces a specific braking torque at a certain degree of filling, the fraction missing from the driver's intention for the braking torque to be generated is provided via the second braking device in the form of the electrical braking device. Thus, virtually noticeable decrease of the speed perceptible to the driver is nevertheless operated with the same braking effect over the entire speed range, which ultimately leads to the fact that the entire braking process, especially when decelerating to zero speed, is completed much faster than just about hydrodynamic component. Furthermore, it is also possible with this embodiment that, in the event of exceeding the driver's request, the part of the total braking torque to be provided, which results from the driver's request, is provided simultaneously via the additional braking device in the form of the electric machine. The electric machine thus acts as a sort of additional and safety brake device, which supplements the hydrodynamic braking device and compensates for its weak points, especially in the low speed range.

Ferner werden gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung bei gewünschter Inbetriebnahme der hydrodynamischen Bremseinrichtung oder während des Betriebs dieser nicht nur das maximal zulässige zu erbringende Bremsmoment über diese überwacht, sondern auch andere Randbedingungen, die das tatsächlich vom hydrodynamischen Retarder zu erbringende Bremsmoment beziehungsweise eine Reihe von Randbedingungen einhalten können. Dazu wird insbesondere die Temperatur des Betriebsmittels, welche entweder direkt oder indirekt durch Überwachung der Kühlmitteltemperatur für das Betriebsmittel ermittelt werden kann. Zwar führt eine Überschreitung eines zulässigen Maximalwertes vorerst nicht zu einer Schädigung, jedoch im Dauerbetrieb sind aufgrund der hohen thermischen Beanspruchung Schädigungen möglich. Dabei wird bei Bereitstellung eines bestimmten Bremsmomentes über den hydrodynamischen Retarder die Betriebsmitteltemperatur entweder direkt oder wie bereits beschrieben indirekt überwacht, wobei bei Überschreitung eines vorgegebenen oder vordefinierten Grenzwertes TGrenz eine Reduzierung der Sollwertvorgabe für das vom hydrodynamischen Retarder abzugebende Moment erfolgt, und zwar auf einen neuen Sollwert für das abzugebende Bremsmoment. Der restliche noch fehlende Anteil wird in diesem Fall dann über die elektrische Maschine bereitgestellt, so lange bis wieder der vorgegebene Grenzwert für die Temperatur des Betriebsmittels unterschritten wird und damit wieder der Sollwert für das vom hydrodynamischen Retarder abzugebende Bremsmoment erneut an den Fahrerwunsch angepasst werden kann.Furthermore, according to a particularly advantageous further development when desired, the hydrodynamic braking device or during operation of this not only the maximum allowable braking torque to be performed on this monitored, but also other boundary conditions that comply with the actual to be provided by the hydrodynamic retarder braking torque or a number of boundary conditions can. For this purpose, in particular, the temperature of the operating medium, which can be determined either directly or indirectly by monitoring the coolant temperature for the resource. Although exceeding a permissible maximum value does not initially lead to damage, however, in continuous operation, damage is possible due to the high thermal stress. In this case, upon provision of a specific braking torque via the hydrodynamic retarder, the operating medium temperature is monitored either directly or as already described indirectly, wherein when exceeding a predetermined or predefined limit T limit, a reduction of the setpoint specification for the torque to be delivered by the hydrodynamic retarder, namely to a new Setpoint for the braking torque to be delivered. The remaining missing portion is then provided in this case via the electric machine until the predetermined limit value for the temperature of the operating medium is reached again and thus again the target value for the braking torque to be output by the hydrodynamic retarder can be adapted again to the driver's request.

Konstruktiv bestehen für die Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösung eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall ist jedoch der Rotor der elektrischen Maschine gemäß Variante 1 direkt mit dem Primärschaufelrad in Form des Rotorschaufelrades des hydrodynamischen Retarders drehfest verbunden. Dabei wird grundsätzlich zwischen der koaxialen und der exzentrischen Anordnung von hydrodynamischem Retarder, insbesondere Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders und Rotor der elektrischen Maschine unterschieden. Im erstgenannten Fall erfolgt die Anordnung koaxial, d.h. in axialer Richtung benachbart nebeneinander. Im zweiten Fall ist eine Leistungsübertragungseinrichtung zwischen dem Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders und dem Rotor der elektrischen Maschine vorzusehen, im einfachsten Falle in Form einer Vorgelegeübersetzung.Constructively insist on the implementation of Solution according to the invention a plurality of possibilities. In the simplest case, however, the rotor of the electric machine according to variant 1 is connected in a rotationally fixed manner directly to the primary blade wheel in the form of the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder. In principle, a distinction is made between the coaxial and the eccentric arrangement of hydrodynamic retarder, in particular the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder and the rotor of the electric machine. In the former case, the arrangement is coaxial, ie adjacent to each other in the axial direction. In the second case, a power transmission device is provided between the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder and the rotor of the electric machine, in the simplest case in the form of a counter gear ratio.

Die drehfeste Verbindung erfolgt dabei vorzugsweise direkt, das heißt in unmittelbar räumlicher Nähe frei von Zwischenschaltung weiterer Übertragungselemente. Beide, der Rotor der elektrischen Maschine und das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders, sind dabei koaxial zueinander angeordnet und können eine bauliche Einheit bilden. Die Anordnung in axialer Richtung erfolgt unmittelbar benachbart aneinander, wobei auch hier bereits ein Anflanschen aneinander erfolgen kann, insbesondere denkbar wäre eine Lösung, bei welcher der Rotor der elektrischen Maschine mit dem Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders eine bauliche Einheit bildet. Gemäß einer besonders vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung wird dabei der Rotor der elektrischen Maschine vorzugsweise lösbar mit dem Rotorschaufelrad verbunden. Die Verbindung kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig erfolgen.The rotatable connection is preferably carried out directly, that is in immediate spatial proximity free of interposition of further transmission elements. Both, the rotor of the electric machine and the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder, are arranged coaxially with each other and can form a structural unit. The arrangement in the axial direction takes place immediately adjacent to each other, and here too already a flanging can be done to each other, in particular conceivable would be a Solution, in which the rotor of the electric machine with the rotor blade of the hydrodynamic retarder forms a structural unit. According to one Particularly advantageous structural design is doing the Rotor of the electric machine preferably detachable with the rotor blade wheel connected. The connection can be positive and / or non-positive.

Gemäß einem zweiten Lösungsansatz von Variante 1 der koaxialen Anordung sind beide ebenfalls koaxial zueinander angeordnet, wobei die Verbindung jedoch im Wesentlichen über das ohnehin abzubremsende Element erfolgt, das heißt beispielsweise durch entsprechende Zwischenelemente in Form von rotationssymmetrischen Bauteilen wie Wellen etc. In diesem Fall erfolgt die Anordnung in axialer Richtung betrachtet beabstandet.According to one second approach of variant 1 of the coaxial arrangement are both also coaxial arranged to each other, but the connection substantially over the Any element to be braked is done, that is, for example, by appropriate Intermediate elements in the form of rotationally symmetrical components such as Waves, etc. In this case, the arrangement is in the axial direction considered spaced.

Gemäß der zweiten Ausführung sind der Rotor der elektrischen Maschine und das Rotorschaufelrad exzentrisch zueinander angeordnet. Dabei können zwei Fälle unterschieden werden. Entweder ist

  • a) das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders koaxial zum abzubremsenden Element, d.h. der abzubremsenden Welle bzw. dem rotationssymmetrischen Element angeordnet und der Rotor der elektrischen Maschine exzentrisch zum abzubremsenden Element, d.h. unter Zwischenschaltung beispielsweise einer Übersetzungsstufe oder eines anderen leistungsübertragenden Elementes, beispielsweise eines stufenlosen Getriebes oder
  • b) das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders exzentrisch zum abzubremsenden Element und der Rotor der elektrischen Maschine koaxial zum abzubremsenden Element
angeordnet.According to the second embodiment, the rotor of the electric machine and the rotor blade are arranged eccentrically to each other. Two cases can be distinguished. Either is
  • a) the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder coaxial with the abzubremsenden element, ie the braked shaft or the rotationally symmetric element arranged and the rotor of the electric machine eccentric to be braked element, ie with the interposition example of a translation stage or other power transmitting element, such as a continuously variable transmission or
  • b) the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder eccentric to be braked element and the rotor of the electric machine coaxial with the braked element
arranged.

Im Fall b) erfolgt dabei die Kopplung des Rotorschaufelrades der hydrodynamischen Maschine über eine Leistungsübertragungseinheit entweder in Form einer Übersetzungsstufe oder eines stufenlosen Getriebes mit dem abzubremsenden Element, insbesondere der abzubremsenden Welle.in the Case b) takes place the coupling of the rotor blade wheel of the hydrodynamic Machine over a power transmission unit either in the form of a translation stage or a continuously variable transmission with the element to be braked, in particular the shaft to be braked.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung bei koaxialer Anordnung von Rotorschaufelrad und Rotor wird der Rotor der elektrischen Maschine fliegend auf dem Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders gelagert. Dieser ist dabei auf ein freies Wellenende oder ein von einem Rotationselement gebildetes Ende aufsteckbar gestaltet. Diese Lösung ermöglicht eine einfache Montage und Demontage und ist auf einfache Art und Weise nachrüstbar. Diese Lösung kann des weiteren dahingehend erweitert werden, dass die gesamte elektrische Maschine quasi fliegend auf dem abzubremsenden Element gelagert ist. In diesem Fall erfolgt die Lagerung des Rotors der elektrischen Maschine auf dem abzubremsenden Element oder dem Rotorschaufelrad. Das Gehäuse der elektrischen Maschine ist dann an das Gehäuse des hydrodynamischen Retarders angeflanscht.According to one particularly advantageous embodiment with coaxial arrangement of Rotor blade wheel and rotor becomes the rotor of the electric machine flying on the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder stored. This is on a free shaft end or one of designed a rotating element formed end attachable. These solution allows a simple assembly and disassembly and is in a simple way and Can be retrofitted. This solution can also be extended to the effect that the entire electric machine virtually flying on the element to be braked is stored. In this case, the storage of the rotor is the electric machine on the element to be braked or the rotor blade wheel. The housing The electric machine is then to the housing of the hydrodynamic retarder flanged.

Zur Nutzung der elektrischen Maschine als Bremseinrichtung wird an diese eine Spannung angelegt, wobei der Rotor entgegen der Drehrichtung der abzubremsenden Welle bzw. des abzubremsenden Elementes angetrieben wird. Die elektrische Maschine wird quasi als Wirbelsturmbremse genutzt. Des weiteren kann eine indirekte Bremswirkung dadurch hervorgerufen werden, dass bei nicht expliziter Zuschaltung der elektrischen Maschine im Bremsbetrieb der Rotor der elektrischen Maschine mitrotiert und aufgrund eines bewegten Leiters in einem Magnetfeld, hier eine Spannung, entwirrt und somit die elektrische Maschine quasi als Generator betrieben wird und Leistung in einer mit dieser gekoppelten Energiespeichereinheit eingespeist werden kann. Als Energiespeichereinrichtung finden grundsätzlich zwei Systeme Verwendung

  • a) eine externe Energiespeichereinrichtung oder
  • b) eine interne, d.h. im Fahrzeug integrierte Energiespeichereinrichtung.
To use the electrical machine as a braking device, a voltage is applied to this, wherein the rotor is driven counter to the direction of rotation of the braked shaft or the braked element. The electric machine is used as a kind of cyclone brake. Furthermore, an indirect braking effect can be caused by the fact that rotates in non-explicit connection of the electric machine in the braking operation, the rotor of the electric machine and due to a moving conductor in a magnetic field, here a voltage unravels, and thus the electric machine is virtually operated as a generator and power can be fed in a coupled with this energy storage unit. As energy storage device basically two systems are used
  • a) an external energy storage device or
  • b) an internal, ie integrated in the vehicle energy storage device.

Im erstgenannten Fall erfolgt dabei die Kopplung an ein externes System, beispielsweise in Form einer Oberleitung. Die Koppelung erfolgt außerhalb des Fahrzeuges. Im zweiten Fall ist die Energiespeichereinheit im Fahrzeug integriert und wird somit in allen Betriebsbereichen durch das Fahrzeug mitgetragen. Dabei finden neben Kondensatoren und Schwungradspeicher auch Batterien Verwendung.In the former case, the coupling is made to an external system, for example in the form of a catenary. The coupling takes place outside of the vehicle. In the second case, the energy storage unit is integrated in the vehicle and is therefore carried along in all operating areas by the vehicle. Besides capacitors and flywheel storage batteries are also used.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet noch eine Reihe von weiteren Vorteilen. Im Einzelnen kann die elektrische Maschine alternativ in anderen Betriebszuständen als dem Bremsbetrieb auch im generatorischen Betrieb betrieben werden. Dies bedeutet, dass die während des Bremsvorganges und im Normalbetrieb abgegebene Leistung in einem geeigneten Energiespeicher eingespeist werden kann. Bei diesem kann es sich dabei um Kondensatoren oder Schwungradspeicher sowie Batterien handeln. Dieser Energiespeicher wiederum kann dabei während des Stillstandes des Fahrzeuges für die Versorgung der elektrischen Verbraucher, bei entkoppelter oder stillstehender Antriebsmaschine zur Bereitstellung von Energie genutzt werden. Ferner kann die über den Energiespeicher bereitgestellte Energie auch zur Erhöhung der Antriebsleistung bei Beschleunigung des Fahrzeuges verwendet werden. In diesem Fall würde die elektrische Maschine im motorischen Betrieb angetrieben werden. Dabei würde in diesem Fall das von dieser aufgebrachte Moment in gleicher Richtung wie das Antriebsmoment wirken, während während des Bremsvorganges und des Wirbelstromprinzips ein Gegenmoment erzeugt wird.The inventive solution offers a number of other advantages. In detail, the electric Machine alternatively in other operating states than the braking operation also be operated in generator mode. This means that the while the braking process and in normal operation output in one suitable energy storage can be fed. In this can These are capacitors or flywheel storage and batteries act. This energy store in turn can during the Standstill of the vehicle for the supply of electrical consumers, when decoupled or stationary Drive machine can be used to provide energy. Furthermore, the over the Energy storage also provided energy to increase the Drive power to be used in acceleration of the vehicle. In that case, would the electric machine can be driven in motor operation. It would in this case the moment applied by this in the same direction how the drive moment act while during the Brake process and the eddy current principle generates a counter-torque becomes.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung können neben der eigentlichen Bremsleistungsbereitstellungsfunktion auch weitere Zusatzfunktionen ausgeführt werden. Die elektrische Maschine kann dabei beispielsweise zusätzliche Energie bereitstellen für

  • a) erforderliche Pumpen einer Getriebebaueinheit, insbesondere Rückförderpumpe und Sekundärschmierpumpe, wodurch auf die bisherigen mechanischen Antriebe verzichtet werden kann oder die ohnehin vorhandenen elektrisch angetriebenen Pumpen genutzt werden können, jedoch hier direkt mit Leistung versorgt werden können.
  • b) Bei einem eventuellen Ausfall eines Hilfsgetriebegenerators kann die benötigte elektrische Energie des Fahrzeuges, insbesondere die elektrische Energie für ein reduziertes Betreiben der Antriebsanlage zur Verfügung gestellt werden und damit die Betriebssicherheit des Fahrzeuges erhöht werden. Dies ist insbesondere bei Schienenfahrzeugen dann von hoher Bedeutung, wenn nach Auswahl der Antriebsanlage ein Räumen des Schienenweges erforderlich ist.
  • c) Die elektrische Maschine kann ferner im motorischen Betrieb die Antriebsleistung erhöhen oder die Antriebsleistung ausschließlich erbringen. Im ersten Fall fungiert diese als Booster und im zweiten wird beispielsweise bei entkoppelter Antriebsmaschine die Leistung allein über die elektrische Maschine aufgebracht. Der letztgenannte Fall ist zum Beispiel auch bei Versorgung des Fahrzeuges aus einer Oberleitung möglich oder aus einem fahrzeuginternen Energiespeicher und ermöglicht damit einen emissionsfreien Betrieb für besondere Einsatzfälle, insbesondere Tunnelfahrt oder Bahnhofsausfahrt.
According to a particularly advantageous further development, additional additional functions can be carried out in addition to the actual brake power provision function. The electric machine can, for example, provide additional energy for
  • a) required pumps a gear unit, in particular return pump and secondary lubrication pump, which can be dispensed with the previous mechanical drives or the already existing electrically driven pumps can be used, but can be directly supplied with power here.
  • b) In case of failure of an auxiliary transmission generator, the required electrical energy of the vehicle, in particular the electrical energy for a reduced operation of the drive system can be made available and thus the reliability of the vehicle can be increased. This is particularly important in the case of rail vehicles when it is necessary to clear the track after selecting the drive system.
  • c) The electric machine can further increase the drive power in engine operation or provide the drive power exclusively. In the first case, this acts as a booster and in the second example, the power is applied solely on the electric machine with decoupled drive machine. The latter case is possible, for example, when supplying the vehicle from a catenary or from an in-vehicle energy storage and thus allows emission-free operation for special applications, especially tunnel or train station exit.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die elektrische Maschine als Verdreheinrichtung für die Wenderschaltung genutzt, die nur im Stillstand schaltbar ist.According to one Particularly advantageous embodiment, the electric machine as a twisting device for the turning circuit used, which is switchable only at standstill.

Je nach Anbindung des hydrodynamischen Retarders an eine Leistungsübertragungseinheit können die Zusatzfunktionen ausgeführt werden. Dabei kann es sich bei Ankopplung an ein abzubremsendes Element, welche in der Leistungsübertragungseinheit im Normalfall der Leistungsübertragung dient, die elektrische Maschine auch aktiv als zusätzliche Antriebsmaschine genutzt werden kann. In diesem Fall kann beispielsweise bei Ausführungen von Leistungsübertragungseinheiten mit einer Antriebsmaschine, beispielsweise in Form einer Verbrennungskraftmaschine sowie einer mit diesem gekoppelten Getriebe die Leistung entweder

  • a) rein mechanisch zwischen Verbrennungskraftmaschine und dem anzutreibenden Aggregat erfolgen oder aber
  • b) durch kombinierte mechanische und elektrische Leistungsübertragung, wobei ein erster Leistungsanteil von der Antriebsmaschine in Form der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird und der zweite Leistungsanteil von der elektrischen Antriebsmaschine.
Depending on the connection of the hydrodynamic retarder to a power transmission unit, the additional functions can be performed. In the case of coupling to an element to be braked, which normally serves as power transmission in the power transmission unit, the electrical machine can also be actively used as an additional drive machine. In this case, for example, in embodiments of power transmission units with a prime mover, for example in the form of an internal combustion engine and a coupled with this transmission, the power either
  • a) done purely mechanically between the internal combustion engine and the unit to be driven or
  • b) by combined mechanical and electrical power transmission, wherein a first power component is provided by the engine in the form of the internal combustion engine and the second power component of the electric drive machine.

Beide Leistungsanteile werden auf einem leistungsübertragenden Element, welches dem abzubremsenden Element entspricht, zusammengeführt.Both Performance shares are assigned to a performance-transmitting element corresponds to the braked element, merged.

Denkbar ist jedoch auch alternativ der rein elektrische Betrieb, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine vollständig vom Antriebsstrang entkoppelt wird und die beim Einsatz in Fahrzeugen an den Rädern erforderliche Antriebsleistung allein durch elektrische Maschinen erzeugt wird.Conceivable However, alternatively, the purely electrical operation in which the internal combustion engine completely decoupled from the drive train and the drive power required for use in vehicles on the wheels produced solely by electrical machines.

Zusätzlich bei allen genannten Möglichkeiten kann im Brems- oder Schubbetrieb im Generatorbetrieb die Umwandlung mechanischer Energien in elektrische Energie und Einspeisung in eine Energiespeichereinheit oder ein Netz erfolgen.Additionally at all mentioned options can in braking or coasting mode in generator mode, the conversion of mechanical Energies in electrical energy and feeding into an energy storage unit or a network.

Der Rotor der elektrischen Maschine kann bei Nichtbestromung und erfolgter Kopplung mit dem leistungsübertragenden Element mitgeschleppt werden.Of the Rotor of the electric machine can be non-energized and successful Coupling with the power-transmitting Element be carried along.

Die Leistungsübertragungseinheit für Fahrzeuge kann dabei verschiedenartig ausgeführt sein. Bei dieser kann es sich um die Kopplung zwischen einer Antriebsmaschine und den anzutreibenden Rädern handeln. Unter der Leistungsübertragungseinheit werden dabei alle an dieser Kopplung vorhandenen Elemente in ihrer Gesamtheit verstanden. Die Leistungsübertragungseinheit kann dabei ein Getriebe umfassen, wobei vorzugsweise die Anordnung des hydrodynamischen Retarders und der elektrischen Maschine im Getriebe oder unmittelbar am Getriebe erfolgt.The The power transmission unit for vehicles can be designed differently. With this it can about the coupling between a prime mover and the driven one wheels act. Under the power transmission unit In this case, all the elements present in this coupling are in theirs Entity understood. The power transmission unit can thereby comprise a gear, wherein preferably the arrangement of the hydrodynamic Retarders and the electric machine in the gearbox or directly takes place at the transmission.

Durch die im motorischen Betrieb verwendete Antriebsanlage der elektrischen Maschine kann im Hinblick auf die Gesamtleistung die Auslegung der dieselmotorischen Leistung erheblich reduziert werden. Durch das Downsizing des Dieselmotors ist neben einer Kosten- auch eine Verbrauchs- sowie Gewichtseinsparung möglich.By the propulsion system used in motor operation of the electric In terms of overall performance, the engine may be the design of the diesel engine Performance can be significantly reduced. By downsizing the diesel engine is in addition to a cost as well as a consumption and weight savings possible.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:The solution according to the invention explained below with reference to figures. This is in detail the following is shown:

1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung am Beispiel einer Leistungsübertragungseinheit den Grundaufbau und die Grundfunktion einer erfindungsgemäß modifizierten kombinierten Brems- und Funktionseinheit; 1 illustrates in a simplified schematic representation of the example of a power transmission unit, the basic structure and the basic function of a modified combined brake and functional unit according to the invention;

2a2c verdeutlichen in schematisch vereinfachter Darstellung mögliche Anordnungen der kombinierten Brems- und Funktionseinheit; 2a - 2c illustrate in schematically simplified representation possible arrangements of the combined brake and functional unit;

3a bis 3c verdeutlichen Ausführungen einer erfindungsgemäßen kombinieren Brems- und Funktionseinheit mit exzentrischer Anordnung von elektrischer Maschine und Retarder; 3a to 3c illustrate embodiments of a combination brake and functional unit according to the invention with eccentric arrangement of electrical machine and retarder;

4 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung; 4 illustrates a particularly advantageous structural design;

5 verdeutlicht beispielhaft anhand einer konkreten Ausführung einer Leistungsübertragungseinheit den Einsatz einer erfindungsgemäß gestalteten kombinierten Brems- und Energiegewinnungseinheit; 5 illustrates exemplified using a concrete embodiment of a power transmission unit, the use of an inventively designed combined braking and power generation unit;

6a6c verdeutlichen anhand von Signalflussbildern mögliche Steuervarianten. 6a - 6c illustrate possible control variants based on signal flow diagrams.

Die 1 verdeutlicht in schematisch stark vereinfachter Darstellung am Beispiel einer Leistungsübertragungseinheit 1 den Grundaufbau und die Grundfunktion einer erfindungsgemäßen kombinierten Brems- und Funktionseinrichtung 2 in Form eines hydrodynamischen Retarders 3, umfassend ein als Rotorschaufelrad fungierendes Primärrad 4 und ein als Stator fungierendes Sekundärrad 5, die einen mit Betriebsmittel befüllbaren Arbeitsraum 6 bilden. Dieser wird vorzugsweise torusförmig ausgeführt. Die Leistungsübertragungseinheit selbst kann beliebig ausgeführt sein, beispielsweise in Form eines Getriebes 7 oder als Teilbereich eines Antriebsstranges. Wesentlich ist, dass das als Rotorschaufelrad fungierende Primärrad 4 mit einem abzubremsenden Element 8, beispielsweise in Form einer Welle 9, drehfest verbindbar, vorzugsweise jedoch drehfest mit dieser verbunden ist. Erfindungsgemäß ist dem hydrodynamischen Retarder 3 eine wenigstens als Generator betreibbare elektrische Maschine 10 zugeordnet, umfassend mindestens einen Rotor 11 und eine Statoreinheit 12. Der Rotor 11 ist drehfest mit dem als Rotorschaufelrad fungierenden Primärrad 4 beziehungsweise dem abzubremsenden Element 8 verbunden. Die Statoreinheit 12 ist dabei in einem ortsfesten Element 13, vorzugsweise einem Gehäuse 14 gelagert. Die Ausgestaltung der elektrischen Maschine 10 kann unterschiedlich erfolgen. Diese kann sowohl als Synchron- als auch als Asynchronmaschine ausgeführt sein, wobei je nachdem die Ausgestaltung des Rotors und des Stators erfolgt. Denkbar sind Ausführungen in Form von Synchronmaschinen mit transversaler Flussführung. Je nach Ausführung trägt die Statoreinheit 12 in der Regel eine Ankerwicklung 15. Diese ist wenigstens mittelbar mit einer Energiespeichereinheit 16 elektrisch gekoppelt.The 1 clarified in a schematically highly simplified representation using the example of a power transmission unit 1 the basic structure and the basic function of a combined brake and functional device according to the invention 2 in the form of a hydrodynamic retarder 3 comprising a primary wheel functioning as a rotor blade wheel 4 and a secondary wheel functioning as a stator 5 that provide a work space that can be filled with equipment 6 form. This is preferably performed torus-shaped. The power transmission unit itself can be designed arbitrarily, for example in the form of a transmission 7 or as part of a drive train. It is essential that the acting as a rotor blade impeller primary wheel 4 with an element to be braked 8th , for example in the form of a wave 9 , rotatably connected, but preferably rotatably connected thereto. According to the invention, the hydrodynamic retarder 3 an at least operable as a generator electric machine 10 assigned, comprising at least one rotor 11 and a stator unit 12 , The rotor 11 is non-rotatable with the acting as a rotor blade impeller primary wheel 4 or the element to be braked 8th connected. The stator unit 12 is in a stationary element 13 , preferably a housing 14 stored. The design of the electrical machine 10 can be done differently. This can be designed both as a synchronous and as an asynchronous machine, depending on the configuration of the rotor and the stator takes place. Conceivable are versions in the form of synchronous machines with transversal flux guidance. Depending on the version, the stator unit supports 12 usually an armature winding 15 , This is at least indirectly with an energy storage unit 16 electrically coupled.

Der hydrodynamische Retarder 3 kann dabei sowohl als Primärretarder als auch als sogenannter Sekundärretarder fungieren. Dies bedeutet, dass dieser in einem Antriebsstrang für Fahrzeuge, umfassend beispielsweise eine Antriebsmaschine, die wenigstens mittelbar über wenigstens eine Leistungsübertragungseinheit 1 mit den anzutreibenden Rädern koppelbar ist, entweder betriebsmaschinenseitig angeordnet ist oder aber abtriebsseitig. Diesbezüglich wird auf mögliche Anordnungen in den 2a bis 2c verwiesen.The hydrodynamic retarder 3 can act both as a primary retarder and as a so-called secondary retarder. This means that in a drive train for vehicles, comprising, for example, a prime mover, at least indirectly via at least one power transmission unit 1 can be coupled with the wheels to be driven, either operating machine side is arranged or the output side. In this regard, possible arrangements in the 2a to 2c directed.

Die 2a verdeutlicht eine mögliche Anordnung eines hydrodynamischen Retarders 3 mit zugeordneter elektrischer Maschine 10 in einer Leistungsübertragungseinheit 1 in Form eines Antriebsstranges 17, umfassend eine Antriebsmaschine 18, die über ein Getriebe 20 mit den anzutreibenden Rädern 19 gekoppelt ist. Der hydrodynamische Retarder 3 ist hier beispielsweise als Primärretarder ausgeführt und antriebsmaschinenseitig angeordnet, das heißt vorzugsweise bei Ausbildung der Antriebsmaschine 18 als Verbrennungskraftmaschine 21 mit der Kurbelwelle 22 der Antriebsmaschine 18 verbunden. Die Anordnung der elektrischen Maschine 10 erfolgt dabei vorzugsweise in dem dem hydrodynamischen Retarder 3 zugeordneten Gehäuse 23. Eine Ausbildung mit einer außerhalb des Gehäuses des hydrodynamischen Retarders erfolgenden Anordnung ist ebenfalls denkbar und hier lediglich mit unterbrochener Linie schematisch vereinfacht wiedergegeben. In diesem Fall kann die elektrische Maschine sowohl an das Gehäuse 23 des hydrodynamischen Retarders 3 angeflanscht sein oder aber in räumlicher Entfernung zu diesem angeordnet werden.The 2a illustrates a possible arrangement of a hydrodynamic retarder 3 with associated electrical machine 10 in a power transmission unit 1 in the form of a drive train 17 comprising an engine 18 that have a gearbox 20 with the wheels to be driven 19 is coupled. The hydrodynamic retarder 3 is here, for example, designed as a primary retarder and arranged drive machine side, that is preferably in training the prime mover 18 as an internal combustion engine 21 with the crankshaft 22 the prime mover 18 connected. The arrangement of the electric machine 10 takes place preferably in the hydrodynamic retarder 3 associated housing 23 , A training with an outside of the housing of the hydrodynamic retarder arrangement is also conceivable and reproduced here schematically simplified only with a broken line. In this case, the electric machine can both to the housing 23 of the hydrodynamic retarder 3 flanged or be arranged in spatial distance to this.

Demgegenüber offenbart die 2b eine Ausführung mit Anordnung eines hydrodynamischen Retarders 3 an beliebiger Stelle in einem Getriebe 20 einer Leistungsübertragungseinheit 1 in einem Antriebsstrang 17. Der hydrodynamische Retarder 3 kann dabei je nach Ankopplung und Anordnung sowohl als Primär- als auch Sekundärretarder fungieren. Vorzugsweise ist diesem dann kein separates Gehäuse zugeordnet, sondern er nutzt das Gehäuse 24 des Getriebes. Die elektrische Maschine 10 ist in diesem Fall ebenfalls im Getriebegehäuse 24 integriert. Die 2b verdeutlicht dabei in schematisch stark vereinfachter Darstellung eine mögliche Position für den hydrodynamischen Retarder und die dieser zugeordneten elektrischen Maschine 10 sowie weitere mit X gekennzeichnet Positionen. Die Position I ist dabei dadurch charakterisiert, dass die Anordnung in Leistungsflussrichtung vom Getriebeeingang E zum Getriebeausgang A betrachtet im wesentlichen vor dem leistungsübertragenden Element, das heißt direkt im Getriebeeingang E erfolgt, welche auch schematisch skiziert wurde. Die Position II ist durch eine Anordnung an beliebiger Stelle zwischen dem Getriebeeingang E und dem Getriebeausgang A charakterisiert, während die Position III durch eine Anordnung am Getriebeausgang A charakterisiert ist.In contrast, the disclosed 2 B an embodiment with arrangement of a hydrodynamic retarder 3 anywhere in a gearbox 20 a power transmission unit 1 in a drive train 17 , The hydrodynamic retarder 3 Depending on the coupling and arrangement, it can act as both primary and secondary retarder. Preferably, this is then no separate housing assigned, but he uses the housing 24 of the transmission. The electric machine 10 is in this case also in the gearbox 24 integrated. The 2 B illustrates in a schematically greatly simplified representation of a possible position for the hydrodynamic retarder and the associated electrical machine 10 as well as other positions marked with X The position I is characterized in that the arrangement viewed in the power flow direction from the transmission input E to the transmission output A substantially in front of the power transmitting element, that is directly in the transmission input E, which was also sketched schematically. The position II is characterized by an arrangement at any point between the transmission input E and the transmission output A, while the position III is characterized by an arrangement on the transmission output A.

Demgegenüber verdeutlicht die 2c anhand eines Antriebsstranges gemäß 2a eine weitere alternative Anordnung eines hydrodynamischen Retarders 3 mit zugeordneter elektrischer Maschine 10, wobei der hydrodynamische Retarder 3 direkt als Sekundärretarder fungiert und mit dem Ausgang des Getriebes A gekoppelt ist. Der hydrodynamische Retarder 3 kann dabei sowohl im Getriebegehäuse 24, wie in der Position III gemäß 2b als auch wie in der 2c dargestellt, hinter dem Getriebe 20 angeordnet sein, wobei der hydrodynamische Retarder 3 vorzugsweise am Gehäuse 24 des Getriebes angeflanscht ist. In diesem Fall wird die elektrische Maschine 10 vorzugsweise ebenfalls im Gehäuse 24 des hydrodynamischen Retarders 1 angeordnet.In contrast, illustrates the 2c according to a drive train according to 2a Another alternative arrangement of a hydrodynamic retarder 3 with associated electrical machine 10 , wherein the hydrodynamic retarder 3 acts directly as a secondary retarder and is coupled to the output of the transmission A. The hydrodynamic retarder 3 can be both in the gearbox 24 , as in position III according to 2 B as well as in the 2c shown behind the gearbox 20 be arranged, wherein the hydrodynamic retarder 3 preferably on the housing 24 the gearbox is flanged. In this case, the electric machine 10 preferably also in the housing 24 of the hydrodynamic retarder 1 arranged.

Die Anbindung des hydrodynamischen Retarders 3, insbesondere des Rotorschaufelrades 4, erfolgt dabei entweder direkt koaxial zum abzubremsenden Element, wie in den einzelnen 2a bis 2c dargestellt oder aber beispielhaft wie in der 3a und 3b exzentrisch zum abzubremsenden Element.The connection of the hydrodynamic retarder 3 , in particular of the rotor blade wheel 4 , takes place either directly coaxial with the element to be braked, as in the individual 2a to 2c represented or exemplified as in the 3a and 3b eccentric to the braked element.

Die 3a verdeutlicht dabei lediglich einen Ausschnitt aus einem Antriebsstrang 17, insbesondere ein abzubremsendes Element 8, welches über einen Hochtrieb 25 in Form einer Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 26 mit dem Rotorschaufelrad 4 des hydrodynamischen Retarders 3 verbunden ist. Die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 26 wird dabei vorzugsweise von einem Stirnradsatz 27 gebildet, wobei dieser vorzugsweise durch eine Übersetzung ins Schnelle zum Rotorschaufelrad 4 charakterisiert ist. Dadurch wird es möglich, einen hydrodynamischen Retarder kleiner auszulegen, da bei gleicher Bremsleistung die erzeugten Bremsmomente wesentlich geringer sind. Die Anordnung der elektrischen Maschine 10 erfolgt gemäß 3a dann koaxial zum hydrodynamischen Retarder 3a oder koaxial zum abzubremsenden Element 8 gemäß 3b.The 3a illustrates only a section of a drive train 17 , in particular an element to be braked 8th , which has a high-powered 25 in the form of a speed / torque converter 26 with the rotor blade wheel 4 of the hydrodynamic retarder 3 connected is. The speed / torque converter 26 is preferably from a spur gear 27 formed, this preferably by a translation into quick to Rotorschaufelrad 4 is characterized. This makes it possible to design a hydrodynamic retarder smaller, since the same braking power generated braking torques are much lower. The arrangement of the electric machine 10 takes place according to 3a then coaxial with the hydrodynamic retarder 3a or coaxial with the element to be braked 8th according to 3b ,

3c verdeutlicht eine alternative Ausführung mit koaxialer Anordnung des hydrodynamischen Retarders 3 zum abzubremsenden Element 8. In diesem Fall ist die elektrische Maschine 10 exzentrisch dazu angeordnet und über eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 25, im dargestellten Fall einer Übersetzung ins Schnelle mit dem abzubremsenden Element 8 verbunden. 3c illustrates an alternative embodiment with coaxial arrangement of the hydrodynamic retarder 3 to the element to be braked 8th , In this case, the electric machine 10 eccentrically arranged and via a speed / torque converter 25 , In the illustrated case of a translation into fast with the element to be braked 8th connected.

Bei allen Ausführungen gemäß 3a bis 3c umfaßt die kombinierte Brems- und Funktionseinrichtung 2 neben dem hydrodynamischen Retarder 3, die elektrische Maschine und die Drehzehl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 25.In all versions according to 3a to 3c includes the combined brake and functional device 2 next to the hydrodynamic retarder 3 , the electric machine and the rotary / torque converter 25 ,

Verdeutlichen die 2 und 3 lediglich mögliche Anordnungen des hydrodynamischen Retarders 3, wobei die dargestellten Anordnungen beispielhaft wiedergegeben sind und die erfindungsgemäße Lösung nicht auf diese beschränkt sein soll, zeigt 4 eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer Bremseinrichtung 2 in Form einer kombinierten Brems- und Funktionseinrichtung 2, welche als modulare Einheit aus einem hydrodynamischen Retarder 3 und der elektrischen Maschine 10 besteht. Bei dieser Ausführung ist die elektrische Maschine 10 als Einheit ausgeführt, wobei die Rotorwelle 28 beziehungsweise das mit dem Rotor drehfest gekoppelte Element kraft- und/oder formschlüssig mit dem als Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders fungierenden Primärrad 4 beziehungsweise dem mit diesem gekoppelten abzubremsenden Element 8 verbindbar ist. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine 10 dabei auf das abzubremsende Element 8, welches vorzugsweise in Wellenform vorliegt, aufsteckbar. Die Verbindung erfolgt dabei drehfest und in axialer Richtung vorzugsweise unverschiebbar. Als Verbindungen sind form- und kraftschlüssige Verbindungen denkbar. Vorzugsweise werden Keilwellenverbindungen und Bajonettverbindungen gewählt, welche in axialer Richtung zusätzlich eine Sicherung ermöglichen. Die elektrische Maschine 10 ist dabei derart ausgeführt, dass diese im aufgesteckten Zustand auf den hydrodynamischen Retarder 3 beziehungsweise das Rotorschaufelrad 4 oder das abzubremsende Element 8 fliegend gelagert ist. Das Gehäuse der elektrischen Maschine ist quasi in diesem Fall am Gehäuse des Retarders 3 durch Anflanschen gelagert. Die Ausführung als modulare Einheit – Modul 1 in Form der elektrischen Maschine 10 und Modul 2 in Form des hydrodynamischen Retarders 3 – ermöglicht eine einfache Nachrüstbarkeit in bestehenden Systemen.Clarify the 2 and 3 only possible arrangements of the hydrodynamic retarder 3 , The illustrated arrangements are given by way of example and the solution according to the invention should not be limited to these, shows 4 a particularly advantageous embodiment of a braking device 2 in the form of a combined brake and functional device 2 , which as a modular unit of a hydrodynamic retarder 3 and the electric machine 10 consists. In this embodiment, the electric machine 10 executed as a unit, wherein the rotor shaft 28 or the non-rotatably coupled to the rotor element frictionally and / or positively with the acting as a rotor blade of the hydrodynamic retarder primary wheel 4 or the coupled with this braked element 8th is connectable. Preferably, the electric machine 10 while on the braked element 8th , which is preferably in waveform, attachable. The connection is rotationally fixed and preferably immovable in the axial direction. As connections positive and non-positive connections are conceivable. Preferably, splined shaft connections and bayonet connections are selected, which additionally provide a safety device in the axial direction enable. The electric machine 10 is designed such that these in the mounted state on the hydrodynamic retarder 3 or the rotor blade wheel 4 or the item to be braked 8th is stored flying. The housing of the electric machine is quasi in this case on the housing of the retarder 3 stored by flanges. The execution as a modular unit - module 1 in the form of the electric machine 10 and module 2 in the form of the hydrodynamic retarder 3 - allows easy retrofitting in existing systems.

Die 5 verdeutlicht beispielhaft an einer konkreten Ausführung einer Leistungsübertragungseinheit 1 den Einsatz einer erfindungsgemäß gestalteten kombinierten Brems- und Energiegewinnungseinheit 3 in einer Leistungsübertragungseinheit 1 in Form eines Getriebes 20. Bei diesem Getriebe handelt es sich um ein hydrodynamisches Mehrbereichsgetriebe, umfassend einen ersten Läufer 29 und einen zweiten Läufer 30, welche über ein sogenanntes Hochgangstrio 31 in Form eines Stirnradsatzes 32 mit dem Getriebeeingang E verbunden sind. Die Läufer 29 und 30 beinhalten dabei wenigstens eine hydrodynamische Komponente 33 beziehungsweise 34, im dargestellten Fall die hydrodynamische Komponente 331 für den Läufer 29 und 341 und 342 für den Läufer 30. Die hydrodynamischen Komponenten sind dabei als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler ausgeführt, in Ausnahmefällen kann es sich dabei auch um hydrodynamische Kupplungen handeln. Diese sind zumindest füll- und entleerbar. Bei hydrodynamischen Kupplungen können diese zusätzlich gesteuert oder geregelt werden, das heißt der Füllungsgrad ist variabel einstellbar. Das Getriebe 20 umfasst ferner einen Wendeschaltsatz 35, auf dessen Aufbau hier im Einzelnen nicht eingegangen wird. Ferner ist eine zusätzliche hydrodynamische Komponente 36 vorgesehen, welche als hydrodynamischer Retarder 3 ausgeführt ist. Dieser ist mit einem abzubremsenden Element 8 in Form der mit dem Getriebeausgang A über den Wendeschaltsatz 35 koppelbaren Läuferwelle 37 drehfest verbunden. Dies betrifft insbesondere das Rotorschaufelrad 4. Ferner ist eine elektrische Maschine 10 vorgesehen, die in räumlicher Entfernung zum hydrodynamischen Retarder 3, jedoch koaxial zu diesem angeordnet ist. Der Rotor ist dabei drehfest mit dem Rotorschaufelrad 4 verbunden. Vorzugsweise ist im hydrodynamischen Retarder 3 und der elektrischen Maschine 10 eine gemeinsame Steuereinrichtung 38 zugeordnet. Die elektrische Maschine 10 und der hydrodynamische Retarder 3 werden dabei von dieser Steuereinrichtung 38 vorzugsweise gemeinsam gesteuert und/oder geregelt. Dabei kann es sich um die dem hydrodynamischen Retarder 3 ohnehin zugeordnete Steuereinrichtung handeln oder aber eine einem übergeordneten System zugeordnete Steuereinrichtung, beispielsweise die Steuereinrichtung der Leistungsübertragungseinheit 1. Die elektrische Maschine 10 ist wie bereits ausgeführt mit einer Energiespeichereinheit 16 elektrisch verbunden. Die Kopplung erfolgt hier über einen Spannungszwischenkreis 39. Dieser umfasst Einrichtungen 40 zur Steuerung der einzelnen, die Leistungsabgabe oder -aufnahme beschreibenden Größen der elektrischen Maschine 10. Bei der Energiespeichereinheit 16 kann es sich entweder um eine stationäre, das heißt beispielsweise im Fahrzeug mitintegrierte, beispielsweise in Form einer Batterie vorliegende Einheit 41 handeln oder aber um eine externe Energieversorgung 42. Ferner ist die elektrische Maschine wenigstens mittelbar mit Nebenaggregaten 43 koppelbar. Bei entsprechenden Ansteuerungen von hydrodynamischen Retarder 3 und der elektrischen Maschine 10 sind eine Vielzahl von Betriebsweisen denkbar. Diese sind in 6 in Form von Signalflussbildern wiedergegeben.The 5 exemplifies a concrete embodiment of a power transmission unit 1 the use of an inventively designed combined braking and power generation unit 3 in a power transmission unit 1 in the form of a transmission 20 , This transmission is a multi-range hydrodynamic transmission comprising a first rotor 29 and a second runner 30 , which via a so-called Hochgangstrio 31 in the form of a spur gear set 32 are connected to the transmission input E. The runners 29 and 30 contain at least one hydrodynamic component 33 respectively 34 in the case shown, the hydrodynamic component 33 1 for the runner 29 and 34 1 and 34 2 for the runner 30 , The hydrodynamic components are designed as hydrodynamic speed / torque converter, in exceptional cases, it can also be hydrodynamic couplings. These are at least fillable and emptied. In hydrodynamic couplings, these can be additionally controlled or regulated, that is, the degree of filling is variably adjustable. The gear 20 also includes a reversing kit 35 , whose structure is not discussed here in detail. Further, an additional hydrodynamic component 36 provided, which as a hydrodynamic retarder 3 is executed. This is with an element to be braked 8th in the form of the transmission output A via the reversing set 35 coupling rotor shaft 37 rotatably connected. This concerns in particular the rotor blade wheel 4 , Further, an electric machine 10 provided in spatial distance to the hydrodynamic retarder 3 but coaxial with it. The rotor is non-rotatable with the rotor blade wheel 4 connected. Preferably, in the hydrodynamic retarder 3 and the electric machine 10 a common control device 38 assigned. The electric machine 10 and the hydrodynamic retarder 3 are doing by this controller 38 preferably jointly controlled and / or regulated. This may be the hydrodynamic retarder 3 act anyway associated control device or a higher-level system associated control device, such as the control device of the power transmission unit 1 , The electric machine 10 is as already stated with an energy storage unit 16 electrically connected. The coupling takes place here via a voltage intermediate circuit 39 , This includes facilities 40 for controlling the individual quantities of the electric machine describing the power output or absorption 10 , In the energy storage unit 16 It may be either a stationary, that is, for example, integrated in the vehicle, for example in the form of a battery unit 41 act or else an external energy supply 42 , Furthermore, the electric machine is at least indirectly with ancillaries 43 coupled. With appropriate controls of hydrodynamic retarder 3 and the electric machine 10 a variety of modes are conceivable. These are in 6 reproduced in the form of signal flow images.

Gemäß 6a wird bei Vorliegen eines Fahrerwunsches nach Erzeugung eines Bremsmomentes bestimmter oder unbestimmter Größe und/oder einer Verzögerung und/oder einer konstant zu haltenden Geschwindigkeit vsoll der hydrodynamische Retarder 3 betätigt. Die Betätigung erfolgt dabei auf herkömmliche Weise, beispielsweise der Ansteuerung der dem hydrodynamischen Retarder zugeordneten Stelleinrichtung 44, über welche die Befüllung gesteuert wird. Gleichzeitig wird aufgrund der drehfesten Kopplung des Rotorschaufelrades 4 mit dem Rotor 11 die wenigstens als Generator betreibbare elektrische Maschine 10 generatorisch betrieben und an der Ankerwicklung eine Spannung induziert. Die aufgrund des generatorischen Betriebes somit erzeugte elektrische Leistung Pelektrisch Wird in die Energiespeichereinrichtung 16 über die entsprechende Kopplung eingebracht. Dieser Vorgang erfolgt aufgrund der drehfesten Kopplung quasi automatisch. Die elektrische Maschine 10, insbesondere der Rotor 11, ist dabei mit dem ohnehin abzubremsenden Element 8, insbesondere der abzubremsenden Welle verbunden. Das Gesamtbremsmoment ergibt sich somit aus dem über den hydrodynamischen Retarder erzeugten Bremsmoment und dem durch das Mitschleppen des Rotors 11 der elektrischen Maschine 10 bedingten Moment, welches dem Quotienten aus elektrischer Leistung und Drehzahl nRotor am Rotor 11 entspricht.According to 6a is in the presence of a driver request for generating a braking torque of certain or indefinite size and / or a delay and / or a constant speed v should be the hydrodynamic retarder 3 actuated. The actuation takes place in a conventional manner, for example, the control of the hydrodynamic retarder associated adjusting device 44 , over which the filling is controlled. At the same time due to the rotationally fixed coupling of the rotor blade wheel 4 with the rotor 11 the at least as a generator operable electric machine 10 operated as a generator and induces a voltage at the armature winding. The electrical power P thus generated due to the regenerative operation becomes electrically in the energy storage device 16 introduced via the corresponding coupling. This process is virtually automatic due to the non-rotatable coupling. The electric machine 10 , in particular the rotor 11 , is there with the already braked element 8th , in particular the braked shaft connected. The total braking torque thus results from the braking torque generated by the hydrodynamic retarder and the dragging of the rotor 11 the electric machine 10 conditional moment, which is the quotient of electrical power and speed n rotor on the rotor 11 equivalent.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung entsprechend 6b wird die elektrische Maschine 10 als zusätzliche Bremseinrichtung zum hydrodynamischen Retarder eingesetzt, wobei sich aus beiden Systemen die Gesamtbremsleistung ergibt. Je nach Ansteuerung und gewünschtem zu erzeugenden Bremsmoment und/oder gewünschter zu realisierender Verzögerung wird dann die zu erzeugende Bremsleistung auf die Einzelsysteme – als Generator betreibbare elektrische Maschine 10 und hydrodynamischer Retarder 3 – aufgeteilt, d.h. PGesamt = PRetardermax + Pelektrisch. Dabei wird vorzugsweise die Priorität beim hydrodynamischen Retarder 3 gesehen, so dass der Hauptteil der zu erzeugenden Bremsleistung, vorzugseise der maximal über diesen erzeugbare Bremsleistungsanteil über diesen erbracht wird. Allerdings erfolgt die Bereitstellung einer gewünschten Bremsleistung im Hinblick auf die Gegebenheiten, das heißt die Bremsleitung des hydrodynamischen Retarders 3 ist dabei auch immer abhängig von der Leistungsfähigkeit der diesem zugeordneten Kühlanlage 45 beziehungsweise von der Temperatur. Der hydrodynamische Retarder 3 kann dabei die geforderte beziehungsweise gewünschte Bremsleistung nur dann erbringen, so lange die Temperatur des Betriebsmittels, insbesondere diesem zugeführten Arbeitsmediums oder eine diese wenigstens mittelbar charakterisierende Größe einen entsprechenden, vorzugsweise vordefinierten Grenzwert beziehungsweise noch zulässigen Wert nicht überschreitet. Als die der Temperatur des Betriebsmittels wenigstens mittelbar charakterisierende Größe kann dabei auch die Temperatur des Kühlwassers TK angesehen werden. Damit kann zum einen die elektrische Maschine 10 als Zusatzbremseinrichtung zum Einsatz gelangen, insbesondere immer dann, wenn der hydrodynamische Retarder 3 hinsichtlich der von diesem erzeugten Bremsleistung abgeregelt werden muss. Dabei wird im einzelnen bei Vorliegen eines Fahrerwunsches nach Erzeugung eines bestimmten Bremsmoments MBsoll und/oder dem Einhalten einer konstanten Geschwindigkeit vkonstant und/oder einer bestimmten Verzögerung -asoll wenigstens eine Stellgröße Ysoll zur Ansteuerung der Stelleinrichtung 44 des hydrodynamischen Retarders 3 gebildet, die zur Erzielung der gewünschten Sollwerte das Bremsmoment am hydrodynamischen Retarder 3 einstellt, insbesondere durch Steuerung des Füllungsgrades beziehungsweise Drucksteuerung. Aus dem Fahrerwunschsignal nach Erzeugung eines bestimmten Bremsmomentes MBsoll und/oder einer Verzögerung -asoll und/oder der Einstellung einer konstanten Geschwindigkeit vkonstant welche als sogenannte Sollgrößen fungieren, werden entsprechende Stellgrößen aufgrund bestimmter funktionaler Zusammenhänge gebildet. In Abhängigkeit von der Art des Steuerverfahrens beziehungsweise der Art der Einstellung der gewünschten Sollwerte erfolgt dann die Funktionszuordnung zwischen den entsprechenden Sollwertvorgaben und der einzustellenden Stellgröße. Beispielhaft wird dies in 6b für die Steuerung der Leistungsaufteilung für eine zu erzeugende theoretische Bremsleistung auf den hydrodynamischen Retarder 3 und die elektrische Maschine 10 dargestellt. Dabei wird der hydrodynamische Retarder 3, insbesondere der Arbeitsraum mit Betriebsmittel befüllt und bei drehfester Verbindung zwischen dem Rotorschaufelrad 4 und dem abzubremsenden Element 8 das Bremsmoment MBRetarderist durch Abstützung am Statorschaufelrad 5 erzeugt. Dabei wird zusätzlich während des Bremsvorganges die Temperatur TKist des Betriebsmittels überwacht, beispielsweise durch Überwachung der Temperatur im dem hydrodynamischen Retarder 3 in der Regel zugeordneten Kühlmittelkreislauf 46 und/oder einem diesem in der Regel zugeordneten geschlossenen Kreislauf. In diesem Fall ist die Steuerung der über die elektrische Maschine zu erzeugende Bremsleistung P10soll in eine Steuerung auf Anwendung einer bestimmten maximal vorgebbaren Temperatur im Kühlmittelkreislauf 46 eingebettet. Dabei wird zuerst ein Sollwert für ein am hydrodynamischen Retarder 3 einzustellendes Bremsmoment MBretardersoll aus einem Fahrerwunsch nach einer bestimmten Verzögerung und/oder einem Einhalten einer konstanten Geschwindigkeit und/oder einer Erzeugung eines bestimmten Bremsmomentes gebildet. In Abhängigkeit dieser Sollwertvorgabe MBretardersoll wird dann eine Stllgröße YRetardersoll zur Ansteuerung des hydrodynamischen Retarders gebildet, welche an der Stelleinrichtung wirksam wird. Gleichzeitig wird die Temperatur Tist, insbesondere die aktuelle Temperatur oder eine diese wenigstens mittelbar charakterisierende Größe Tkist im Kühlkreislauf ermittelt. Die Ermittlung kann dabei fortlaufend oder in konkreten Zeitintervallen erfolgen. Der ermittelte Ist-Wert TKist wird mit einem maximal zulässigen Grenzwert TGrenz verglichen und bei Abweichung wird das über den hydrodynamischen Retarder einzustellende Bremsmoment MBRetardersoll dahingehend geändert, dass der Grenzwert TGrenz nicht überschritten wird. Dies kann aufgrund verschiedener Zuordnung, beispielsweise funktionaler Zusammenhänge erfolgen. Es wird damit eine neue Sollgröße MBRetardersoll-neu gebildet, welche eine Änderung ΔYsoll der Stellgröße zur Folge hat und zu einer Änderung des Ist-Wertes MBRetarderist des mittels im hydrodynamischen Retarder 3 erzeugten Bremsmomentes führt. Die Differenz ΔM zum Fahrerwunsch wird über die elektrische Maschine 10 ausgeglichen, indem diese als Wirbelstrombremse fungiert. Dazu wird aus der Differenz von MBRetardersoll und MBretardersoll-neu ΔMsoll gebildet, welches dem von der elektrischen Maschine 10 abzugebenden Moment M10soll entspricht. Dies erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der Einrichtungen 40. Die elektrische Maschine wird dabei als Wirbelstrombremse betrieben. Dazu wird eine entsprechende Spannung an die Ankerwicklung angelegt, welche wiederum dazu führt, dass der Rotor 11, welcher mit dem abzubremsenden Element 8 drehfest verbunden ist, abgebremst wird, aufgrund des an diesem wirksam werdenden Gegenmomentes zum Moment bei Leistungsübertragung. Dabei wird der Anteil der über die elektrische Maschine aufbringbaren Leistung bei Einbettung in die Temperaturregelung vorzugsweise immer im Hinblick auf die Funktion der elektrischen Maschine 10 als Zusatzbremseinrichtung gebildet.According to an advantageous development accordingly 6b becomes the electric machine 10 used as an additional braking device for hydrodynamic retarder, resulting in the total braking performance of both systems. Depending on the control and the desired braking torque to be generated and / or the desired delay to be realized, the braking power to be generated is then applied to the individual systems - an electric machine that can be operated as a generator 10 and hydrodynamic retarder 3 - split, ie P total = P Retardermax + P electric . In this case, the priority is preferably the hydrodynamic retarder 3 seen, so that the main part of the braking power to be generated, vorzuseise the maximum over this producible brake power component is provided on this. However, the provision of a desired braking performance takes place with regard to the conditions, that is to say the brake line of the hydrodynamic retarder 3 is always dependent on the performance of the associated cooling system 45 or from the temperature. The hydrodynamic retarder 3 In this case, it is only possible to provide the required or desired braking power as long as the temperature of the operating medium, in particular this supplied working medium or a variable that at least indirectly characterizes it, does not exceed a corresponding, preferably predefined limit value or permissible value. In this case, the temperature of the cooling water T K can also be considered as the variable which at least indirectly characterizes the temperature of the operating medium. Thus, on the one hand, the electric machine 10 be used as additional braking device, in particular whenever the hydrodynamic retarder 3 must be adjusted in terms of braking power generated by this. In particular, in the presence of a driver request after generation of a specific braking torque M Bsoll and / or the maintenance of a constant speed v constant and / or a certain delay -a should at least one manipulated variable Y should to control the actuator 44 of the hydrodynamic retarder 3 formed to achieve the desired setpoints the braking torque at the hydrodynamic retarder 3 adjusts, in particular by controlling the degree of filling or pressure control. From the driver request signal after generation of a specific braking torque M Bsetpoint and / or a deceleration -a soll and / or the setting of a constant velocity v constant which act as so-called setpoint variables, corresponding manipulated variables are formed on the basis of certain functional relationships. Depending on the type of control method or the type of adjustment of the desired setpoint values, the function assignment between the corresponding setpoint specifications and the manipulated variable to be set takes place. This is exemplified in 6b for controlling the power distribution for a theoretical braking power to be generated on the hydrodynamic retarder 3 and the electric machine 10 shown. This is the hydrodynamic retarder 3 , In particular, the working space filled with resources and rotatably connected between the rotor blade wheel 4 and the element to be braked 8th the braking torque M BRetarderis supported on the stator blade wheel 5 generated. In addition, the temperature T Kist of the operating medium is monitored during the braking process, for example by monitoring the temperature in the hydrodynamic retarder 3 usually associated coolant circuit 46 and / or a usually associated with this closed circuit. In this case, the control of the brake power P 10soll to be generated via the electric machine is in a control on the application of a specific maximum predeterminable temperature in the coolant circuit 46 embedded. First, a setpoint for a hydrodynamic retarder 3 to be set braking torque M Bretardersoll formed from a driver's request after a certain delay and / or maintaining a constant speed and / or a generation of a certain braking torque. Depending on this setpoint input M Bretardersoll then a Stllgröße Y Retardersoll is formed for controlling the hydrodynamic retarder, which is effective on the adjusting device. At the same time, the temperature T is , in particular the current temperature or a variable T kist that at least indirectly characterizes this determined in the cooling circuit. The determination can be carried out continuously or in concrete time intervals. The ascertained actual value T Kist is compared with a maximum permissible limit value T Grenz and, in the event of a deviation, the braking torque M BRetardersoll to be set via the hydrodynamic retarder is changed in such a way that the limit value T limit is not exceeded. This can be done due to different assignment, for example, functional relationships. It is thus a new target size M BRetardersoll-new formed, which has a change ΔY should the manipulated variable result in a change of the actual value M BRetarderist the means in the hydrodynamic retarder 3 generated braking torque leads. The difference ΔM to the driver's request is via the electric machine 10 balanced by acting as an eddy current brake. For this purpose, from the difference of M BRetardersoll and M Bretardersoll-new ΔM should be formed, which is that of the electric machine 10 delivered torque M 10soll corresponds. This is done by appropriate control of the facilities 40 , The electric machine is operated as an eddy current brake. For this purpose, a corresponding voltage is applied to the armature winding, which in turn causes the rotor 11 , which with the element to be braked 8th is rotatably connected, is decelerated, due to the fact that this becomes effective counter torque to the moment during power transmission. In this case, the proportion of the power that can be applied via the electric machine when embedding in the temperature control is preferably always with regard to the function of the electric machine 10 formed as additional brake device.

Andere Möglichkeiten sind denkbar, beispielsweise die aktive Beeinflussung des über die elektrische Maschine 10 erzeugbaren Bremsmomentes. In diesem Fall erfolgt unabhängig von weiteren Randbedingungen bereits bei Vorliegen eines Fahrerwunsches nach Erzeugung eines bestimmten Bremsmomentes, einer bestimmten Verzögerung und/oder dem Einhalten einer konstanten Geschwindigkeit am Fahrzeug vorab eine Aufteilung des mittels dem hydrodynamischen Retarder 3 und der elektrischen Maschine 10 erzeugbaren Bremsmomentes. Dabei wird der Fahrerwunsch aus der Summe der Sollwerte für ein vom hydrodynamischen Retarder 3 abgebbares Bremsmoment MBRetardersoll und von der elektrischen Maschine 10 erzeugbaren Bremsmoment Melektrischsoll gebildet. Jede Bremseinrichtung wird dann separat angesteuert.Other possibilities are conceivable, for example the active influencing of the electrical machine 10 can be generated by braking tes. In this case, regardless of further boundary conditions, a distribution of the fuel by means of the hydrodynamic retarder is carried out beforehand in the presence of a driver request after the generation of a specific braking torque, a specific deceleration and / or the maintenance of a constant speed on the vehicle 3 and the electric machine 10 generated braking torque. The driver's request is the sum of the setpoints for one of the hydrodynamic retarder 3 releasable braking torque M BRetardersoll and from the electric machine 10 generated braking torque M elektrsoll formed. Each braking device is then activated separately.

Bei den in den 6a bis 6c wiedergegebenen Signalflussbildern wurde eine koaxiale Anordnung von Rotorschaufelrad des Retarders und Rotor der elektrischen Maschine angenommen. In diesem Fall haben beide zwangsläufig die gleiche Drehzahl. Bei exzentrischer Anordnung sollte daher anhand der Momente die Leistung zugrunde gelegt werden. Ferner sind die in den 6a bis 6c beschriebenen Möglichkeiten miteinander kombinierbar, in Steuerungen und Regelungen einbettbar. Dies gilt auch für eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung gemäß 6d. Bei dieser wird über den gesamten Bremsvorgang eine gleichmäßige Bremswirkung erzielt. Dazu wird in Abhängigkeit des Fahrerwunsches nach Erzeugung eines bestimmten Bremsmomentes MBsoll und/oder einer Verzögerung -asoll und/oder der Einstellung einer konstanten Geschwindigkeit vkonstant ein Sollwert für eine konstante Bremsleistung PBkonstantgesamt vorgegeben. Diese wird hauptsächlich über den hydrodynamischen Retarder aufgebracht, d.h. Pretardersoll ist Pretardermax. Da sich jedoch bei gleich bleibenden Füllungsgrad des Retarders während des Bremsvorganges die Drehzahl am Rotorschaufelrad reduziert und damit die Drehzahldifferenz zwischen Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad geringer wird, reduziert sich auch die momentane Bremsleistung. Dieser Anteil wird zunehmend durch die elektrische Maschine 10 kompensiert, in dem an diese aktiv eine Spannung zur Erzeugung eines Gegenmomentes an der abzubremsenden Welle 8 angelegt wird. Die Änderung der am Retarder 3 abgebaren Bremsleistung PRetarder zu einem bestimmten Zeitpunkt tn ist eine Funktion der Änderung der Drehzahldifferenz Δ(nRotorschaufelrad-nStator) zwischen Rotor- und Statorschaufelrad zu diesem Zeitpunkt tn. Für jeden Zeitpunkt tn wird dann die Differenz aus der gewünschten Gesamtbremsleistung und der aktuell aufgrund der Änderung der Drehzahldifferenz Δ(nRotorschaufelrad-nStator) gebildet und diese Leistungsdifferenz als Sollwert für die von der elektrischen Maschine 10 bereitstellbare Bremsleistung gesetzt.In the in the 6a to 6c reproduced signal flow images, a coaxial arrangement of rotor blade wheel of the retarder and rotor of the electric machine was adopted. In this case, both inevitably have the same speed. With eccentric arrangement, therefore, the performance should be based on the moments. Furthermore, in the 6a to 6c possibilities described combined with each other, embeddable in controls and regulations. This also applies to a particularly advantageous embodiment according to 6d , In this, a uniform braking effect is achieved over the entire braking process. For this purpose, a setpoint value for a constant braking power P B constant is set as a function of the driver's request after generation of a specific braking torque M Bsetpoint and / or a deceleration -a soll and / or the setting of a constant speed v constant . This is mainly applied via the hydrodynamic retarder, ie retarder roll is retarder max . However, since the rotational speed at the rotor blade wheel is reduced while the degree of filling of the retarder remains constant during braking, and thus the speed difference between the rotor blade wheel and the stator blade wheel becomes smaller, the instantaneous braking power is also reduced. This proportion is increasingly due to the electric machine 10 compensates, in which to this actively a voltage for generating a counter-torque on the shaft to be braked 8th is created. The change in the retarder 3 decelerated braking power P Retarder at a given time t n is a function of the change in the speed difference Δ (n rotor blade impeller -n stator ) between the rotor and stator vane wheel at this time t n . For each time t n is then the difference of the desired total braking power and the current due to the change of the speed difference Δ (n rotor blade -n stator ) is formed and this power difference as the setpoint for the electric machine 10 Provable braking power set.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung sind noch weitere vorteilhafte Nutzungen der elektrischen Maschine 10 möglich. 5 verdeutlicht diese anhand des dort gezeigten Blockschaltbildes. Folgende Bezeichnungen werden darin verwendet:With the solution according to the invention are even more advantageous uses of the electric machine 10 possible. 5 clarifies this with reference to the block diagram shown there. The following terms are used:

Erläuterung zum BlockschaltbildExplanation of the block diagram

WT W T
Sollwert Antriebsleistung AntriebsanlageSpecified drive power power plant
WB W B
Sollwert Bremsleistung (dynamische Bremse)Setpoint braking power (dynamic brake)
WH W H
Sollwert HilfsbetriebeleistungSetpoint auxiliary operating power
WDM W DM
Sollwert Dieselmotor (Füllungssollwert)Setpoint diesel engine (Filling setpoint)
WR W R
Sollwert Retarder (hydrodynamische Bremse)Setpoint retarder (hydrodynamic brake)
WG W G
Sollwert E-Retarder (elektrische Maschine E)Setpoint E-Retarder (electric machine E)
WM W M
Sollwert Antriebsleistung elektrische Maschine ESpecified drive power electric machine E
WEX W EX
Sollwert externe Energieversorgung (z. B. Sollwert Hilfsdiesel)Setpoint external power supply (eg setpoint auxiliary diesel)
XR X R
Istwert Retarder (hydrodynamische Bremse)Actual value retarder (hydrodynamic Brake)
XB X B
Istwert Bremsleistung (dynamische Bremse) Actual value braking power (dynamic brake)
XG X G
Istwert E-Retarder (elektrische Maschine E)Actual value E-Retarder (electric machine E)
XM XM
Istwert Antriebsleistung elektrische Maschine EActual value of drive power electric machine E
EB E B
Elektrische Energie zum BremswiderstandElectrical power to the brake resistor
EE E E
Elektrische Energie von und zum EnergiespeicherElectrical power from and to the energy store
EG E G
Energie von der elektrische Maschine E im generatorischen BetriebEnergy from the electrical Machine E in regenerative operation
EM E M
Energie zur elektrische Maschine E im motorischen BetriebEnergy to the electric Machine E in engine operation
EH E H
Energie zu den HilfsbetriebenEnergy to the auxiliary companies
EBG E BG
Energie vom Bordgenerator (zum Energiespeicher)Energy from the on-board generator (to energy storage)

Die Fahrzeug- bzw. Bremssteuerung sendet Sollwerte für die verbringende Antriebsleistung WT, für die von den Hilfsantrieben geforderte Leistung WH bzw. wird die Leistung der dynamischen Bremse WB zur elektronischen Getriebe- und/oder Antriebssteuerung. Bei dieser Steuerung handelt es sich entweder um eine dem Getriebe allein zugeordneten Steuerung oder aber eine mehreren Komponenten gemeinsam zugeordnete Steuerung.The vehicle or brake control transmits desired values for the driving power W T , for the power required by the auxiliary drives W H or the power of the dynamic brake W B for electronic transmission and / or drive control. This control is either a control solely assigned to the transmission or a control jointly assigned to several components.

Der Getriebe- und Antriebssteuerung, hier VTDC genannt, empfängt den Sollwert für die Antriebsleistung WT und die dynamische Bremse WB von der Fahrzeug- und Bremssteuerung und meldet den Istwert der Leistung der dynamischen Bremse XB zurück. Vom Wechselrichter und dem Energiemanagement wird dann der Istwert der Leistung der im Getriebe integrierten elektrischen Maschine 10 dem motorischen oder generatorischen Betrieb XM, XG gemeldet sowie die zur Verfügung stehende elektrische Energie, die entweder aus dem Energiespeicher 16 oder aus einer externen Energieversorgung entnommen werden kann. Die elektronische Antriebs- und Getriebesteuerung VTDC sendet den Sollwert für die motorische oder generatorische Leistung PM oder PG an den Wechselrichter und das Energiemanagement sowie den Sollwert für die von den Hilfsantrieben geforderte Leistung WH. Die elektronische Antriebs- und Getriebesteuerung VTDC empfängt von der hydrodynamischen Bremse dann den Istwert für das Bremsmoment (XR = Druck als Funktion des Bremsmomentes MB Retarder) sowie die Temperatur des Getriebeöls. Der Sollwert für das Bremsmoment des Retarders, wird in die Stellgröße an die entsprechende Stelleinrichtung geleitet. Ferner wird der Sollwert für die Antriebsleistung zur Antriebsmaschine gesendet.The transmission and drive control, here called VTDC receives the setpoint for the drive power W T and the dynamic brake W B from the vehicle and brake control and reports the actual value of the power of the dynamic brake X B back. From the inverter and the energy management then the actual value of the power of the integrated electric machine in the transmission 10 the motor or generator operation X M , X G reported as well as the available electrical energy, either from the energy storage 16 or can be taken from an external power supply. The electronic drive and transmission control VTDC sends the setpoint for the motor or generator power P M or P G to the inverter and the energy management and the setpoint for the required by the auxiliary drives power W H. The electronic drive and transmission control VTDC receives from the hydrodynamic brake then the actual value for the braking torque (X R = pressure as a function of the braking torque M B retarder) and the temperature of the transmission oil. The setpoint for the braking torque of the retarder, is passed to the manipulated variable to the corresponding actuator. Further, the target value for the drive power is sent to the engine.

Die Umrichteeinheit regelt die Entnahme oder Einspeisung von elektrischer Energie aus der externen Energieversorgung oder aus dem Energiespeicher 16. Dabei setzt die Umrichteeinheit Strom, Spannung und ggf. Frequenz zur Einspeisung bzw. Entnahme aus den verschiedenen Versorgungs-, Antriebs- und Speichereinheiten um. Die Umrichteeinheit überwacht ferner den Energiefluss von und zu der elektrischen Maschine 10 im motorischen sowie im generatorischen Getriebe. Die Umrichteeinheit überwacht ferner die aus der externen Energieversorgung zur Verfügung stehende elektrische Energie und sendet ggf. einen Sollwert zur externen Energieversorgung, z. B. die Leistung eines Hilfsdiesels. Die vom Bordgenerator gelieferte elektrische Energie kann bei Bedarf ebenfalls in das Energiemanagement miteinbezogen werden.The Umrichteeinheit regulates the removal or supply of electrical energy from the external power supply or from the energy storage 16 , The converter unit converts current, voltage and possibly frequency for feeding or removal from the various supply, drive and storage units. The inverter unit further monitors the flow of energy to and from the electric machine 10 in the motor as well as in the generator gearbox. The Umrichteeinheit further monitors the electrical energy available from the external power supply and optionally sends a setpoint to the external power supply, eg. B. the performance of an auxiliary diesel. If required, the electrical energy supplied by the on-board generator can also be included in the energy management.

Die Umrichtereinheit versorgt ferner die Hilfsbetriebe mit elektrischer Energie, falls diese von der elektrischen Maschine 10 oder aus dem Speicher entnommen werden kann.The inverter unit also supplies the auxiliary equipment with electrical energy, if this from the electrical machine 10 or can be removed from the store.

Wie bereits ausgeführt kann als externe Energieversorgung z. B. ein von einer Oberleitung gespeister Umrichter, in der Brennstoffzelle oder ein über einen Sollwert gesteuerter Hilfsdiesel verwendet werden. Als Energiespeichereinrichtungen können z. B. Batterien, Kondensatoren oder ein Schwungradspeicher genutzt werden.As already executed can be used as an external power supply z. B. one of a catenary powered inverter, in the fuel cell or one over one Setpoint controlled auxiliary diesel be used. As energy storage devices can z. As batteries, capacitors or a flywheel storage used become.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird ferner ein Bremswiderstand verwendet, der die von der elektrischen Maschine 10 im generatorischen Betrieb gelieferte elektrische Energie in Wärme umsetzt, falls diese nicht für die Versorgung der Hilfsantriebe oder die Speisung des Energiespeichers benötigt wird.According to a particularly advantageous embodiment, a braking resistor is further used, that of the electrical machine 10 in the regenerative mode supplied electrical energy converts into heat, if it is not needed for the supply of auxiliary drives or the power supply of the energy storage.

Mit dieser in der 5 dargestellten Konfiguration sind neben den in den 6a bis 6c wiedergegebenen Verfahren auch Zusatzfunktionen für die elektrische Maschine denkbar, wie beispielsweise dem Antrieb von Nebenantrieben bzw. erforderlichen Pumpeinrichtungen für die Getriebebaueinheit außerhalb des Fahrzeugstillstandes. Ferner kann die elektrische Maschine bei einem eventuellen Ausfall des Hilfsantriebsgenerators für die Versorgung der benötigten elektrischen Energie des Fahrzeugs, die elektrische Energie für ein Betreiben der Antriebsanlage zur Verfügung stellen und erhöht damit die Betriebssicherheit. Dies ist insbesondere zur Realisierung eines autarken Räumens des Schienenweges von besonderem Vorteil, da hiermit nicht Zusatzmaßnahmen erforderlich sind. Bei ohnehin erfolgter Verwendung eines sogenannten Hilfsantriebgenerators für die Versorgung der benötigen elektrischen Energie des Fahrzeuges, z. B. Klimaanlage, Beleuchtung etc., kann dieser durch die erbrachte elektrische Energie der im Getriebe integrierten elektrischen Maschine hinsichtlich Bauraum und Auslegung erheblich reduziert werden.With this in the 5 shown configuration are in addition to those in the 6a to 6c reproduced method also conceivable additional functions for the electric machine, such as the drive of auxiliary drives or required pumping devices for the gear unit outside the vehicle standstill. Furthermore, in the event of a failure of the auxiliary drive generator for supplying the required electrical energy of the vehicle, the electric machine can provide the electrical energy for operating the drive system and thus increases operational safety. This is particularly advantageous for the realization of a self-sufficient clearing of the rail track, since additional measures are not required. In any case using a so-called auxiliary drive generator for the supply of the required electrical energy of the vehicle, z. As air conditioning, lighting, etc., this can be significantly reduced in terms of space and design by the electrical energy produced in the transmission integrated electrical machine.

Im motorischen Betrieb kann die elektrische Maschine 10 die Antriebsleistung erhöhen oder die Antriebsleistung auch ausschließlich erbringen, was insbesondere im Falle eines gestoppten Antriebsmotors von besonderer Bedeutung ist. Der letztere Fall ist z. B. bei Versorgung des Fahrzeuges aus einer Oberleitung möglich oder aus dem fahrzeuginternen Energiespeicher und ermöglicht damit einen emissionsfreien Betrieb für besondere Einsatzfälle, z. B. Tunnelfahrt oder Bahnhofsausfahrt. Ein wesentlicher Vorteil besteht ferner darin, dass die im motorischen Betrieb verwendete Antriebsleistung der elektrischen Maschine im Hinblick auf die Gesamtleistung eine Reduzierung der Auslegung der dieselmotorischen Leistung ermöglicht. Durch dieses Downsizing des Dieselmotors ist neben einer Kosten- auch eine Verbrauchs- sowie Gewichtseinsparung möglich.In motor operation, the electric machine 10 increase the drive power or provide the drive power also exclusively, which is particularly important in the case of a stopped drive motor of particular importance. The latter case is z. B. when supplying the vehicle from a catenary possible or from the vehicle-internal energy storage and thus allows emission-free operation for special applications, eg. B. tunnel ride or station exit. A significant advantage is further that the drive power used in the engine operation of the electric machine in terms of overall performance allows a reduction in the interpretation of the diesel engine power. This downsizing of the diesel engine not only saves costs but also saves fuel and weight.

Theoretisch besteht auch die Möglichkeit, die genannten Funktionen bei Ankopplung des Rotors der elektrischen Maschine an ein Turbinenrad einer hydrodynamischen Komponente zu realisieren.Theoretically there is also the possibility of the mentioned functions when coupling the rotor of the electric Machine to a turbine wheel of a hydrodynamic component to realize.

11
LeistungsübertragungseinheitThe power transmission unit
22
Bremseinrichtungbraking means
33
hydrodynamischer Retarderhydrodynamic retarder
44
Primärrad/RotorschaufelradPrimary wheel / rotor blade
55
Sekundärrad/StatorschaufelradSecondary / stator
66
Arbeitsraumworking space
77
Getriebetransmission
88th
abzubremsendes Elementbraked element
99
Wellewave
1010
elektrische Maschineelectrical machine
1111
Rotorrotor
1212
Statorstator
1313
ortsfestes Elementstationary element
1414
Gehäusecasing
1515
Ankerwicklungarmature winding
1616
EnergiespeichereinheitEnergy storage unit
1717
Antriebsstrangpowertrain
1818
Antriebsmaschineprime mover
1919
anzutreibende Räderto be driven bikes
2020
Getriebetransmission
2121
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
2222
Kurbelwellecrankshaft
2323
Gehäusecasing
2424
Gehäusecasing
2525
Hochtriebhigh engine
2626
Drehzahl-/DrehmomentwandlungseinrichtungSpeed / torque converter device
2727
Stirnradsatzspur gear
Ee
Getriebeeingangtransmission input
AA
Getriebeausgangtransmission output
2828
Rotorwellerotor shaft
2929
Läuferrunner
3030
Läuferrunner
3131
HochgangstrioHochgang Trio
3232
Stirnradsatzspur gear
331 33 1
hydrodynamische Komponentehydrodynamic component
341, 342 34 1 , 34 2
hydrodynamische Komponentehydrodynamic component
3535
WendeschaltsatzReverse gear set
3636
hydrodynamische Komponentehydrodynamic component
3737
Läuferwellerotor shaft
3838
Steuereinrichtungcontrol device
3939
SpannungszwischenkreisVoltage link
4040
Einrichtung zur Steuerung der Leistungsabgabe oder -aufnahme derFacility to control the power output or recording of the
elektrischen Maschine wenigstens mittelbar beschreibenden Größenelectrical Machine at least indirectly descriptive sizes
4141
Batteriebattery
4242
externe Versorgungseinheitexternal supply unit
4343
Nebenaggregataccessory
4444
Stelleinrichtungsetting device
4545
Kühlanlagerefrigeration Equipment

Claims (24)

Leistungsübertragungseinheit für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge 1.1 mit mindestens einem im Leistungsfluß angeordneten, Leistung übertragenden Element; 1.2 mit einer kombinierten Brems- und Funktionseinheit, umfassend eine erste Bremseinrichtung in Form eines hydrodynamischen Retarders und eine zweite Bremseinrichtung in Form einer elektrischen Maschine; 1.3 der hydrodynamische Retarder umfaßt ein mit einem abzubremsenden, mit dem Leistung übertragenden Element wenigstens mittelbar koppelbaren Rotorschaufelrad und ein Statorschaufelrad, die einen mit Betriebsmittel befüllbaren Arbeitsraum bilden; 1.4 die elektrische Maschine umfaßt mindestens einen Rotor und einen Stator und ist mit einer Energieversorgungseinrichtung elektrisch gekoppelt; 1.5 der Rotor ist wenigstens mittelbar drehfest mit dem Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders koppelbar.The power transmission unit for vehicles, in particular rail vehicles 1.1 arranged with at least one in the power flow, Transmitting power Element; 1.2 with a combined brake and functional unit, comprising a first braking device in the form of a hydrodynamic Retarder and a second braking device in the form of an electric Machine; 1.3 the hydrodynamic retarder comprises a a braked, with the power transmitting element at least indirectly coupled rotor blade wheel and a stator blade wheel, the one filled with resources Form working space; 1.4 the electric machine comprises at least a rotor and a stator and is connected to a power supply device electrically coupled; 1.5 the rotor is at least indirect rotationally fixed with the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder coupled. Leistungsübertagungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders und der Rotor der elektrischen Maschine koaxial zueinander angeordnet sind.Performance Conference unit according to claim 1, characterized in that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder and the rotor of the electric machine are arranged coaxially with each other. Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders und der Rotor der elektrischen Maschine einander benachbart angeordnet und direkt miteinander drefest verbindbar sind.The power transmission unit according to claim 2, characterized in that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder and the rotor of the electric machine arranged adjacent to each other and directly with each other drefest connectable. Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor der elektrischen Maschine auf dem Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders fliegend gelagert ist.The power transmission unit according to claim 2 or 3, characterized in that the rotor of the electric machine on the rotor blade wheel of the hydrodynamic Retarders is stored on the fly. Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder und die elektrische Maschine jeweils ein Gehäuse umfassen und das Gehäuse der elektrischen Maschine am Gehäuse des Retarders angeflanscht ist.The power transmission unit according to claim 4, characterized in that the hydrodynamic retarder and the electric machine each comprise a housing and the housing of the electric machine on the housing the retarder is flanged. Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders und der Rotor der elektrischen Maschine in axialer Richtung einenader beabstandet angeordnet sind und über ein Zwischenelement miteinander drefest verbindbar sind.The power transmission unit according to claim 2, characterized in that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder and the rotor of the electric machine in the axial direction aader are arranged spaced and over a Intermediate element with each other drefest connectable. Leistungsübertagungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders und der Rotor der elektrischen Maschine exzentrisch zueinander angeordnet sind.Performance Conference unit according to claim 1, characterized in that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder and the rotor of the electric machine are arranged eccentrically to each other. Leistungsübertagungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders und der Rotor der elektrischen Maschine über eine Drehmomentübertragungseinrichtung, vorzugsweise eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung miteinander verbunden sind.Performance Conference unit according to claim 3, characterized in that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder and the rotor of the electric machine via a Torque transfer device, preferably a speed / torque converter with each other are connected. Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders und der Rotor der elektrischen Maschine über ein stufenloses Getriebe miteinander verbunden sind.The power transmission unit according to claim 8, characterized in that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder and the rotor of the electric machine via a continuously variable transmission are interconnected. Leistungsübertagungseinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders exzentrisch zum abzubremsenden Element und der Rotor der elektrischen Maschine koaxial zum abzubremsenden Element angeordnet sind und das Rotorschaufelrad über eine Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung mit dem abzubremsenden Element verbunden ist.Performance Conference unit according to one of the claims 7 to 9, characterized in that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder eccentric to be braked element and the rotor of the electric machine coaxial with the braked Element are arranged and the rotor blade via a Speed / torque converter connected to the element to be braked. Leistungsübertagungseinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders koaxial zum abzubremsenden Element und der Rotor der elektrischen Maschine exzentrisch zum abzubremsenden Element angeordnet sind und der Rotor über eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung mit dem abzubremsenden Element verbunden ist.Power transmission unit according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the rotor blade wheel of the hydrodynamic retarder is coaxial with the element to be braked and the rotor the electric machine are arranged eccentrically to be braked element and the rotor is connected via a speed / torque converter with the braked element. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung eine Übersetzung ins Schnelle aufweist.The power transmission unit according to one of the claims 7 to 11, characterized in that the speed / torque converter a translation fast. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz in mobilen Anlagen die Energieversorgungseinrichtung als eine in der Anlage integrierte Energieversorgungseinrichtung ist.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 12, characterized in that when used in mobile systems the power supply device as a power supply device integrated in the system is. Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung wenigstens eine Batterie umfaßt.The power transmission unit according to claim 13, characterized in that the energy supply device at least one battery. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz in mobilen Anlagen die Energieversorgungseinrichtung als eine außerhalb der Anlage angeordnete externe Energieversorgungseinrichtung ist.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 12, characterized in that when used in mobile systems the power supply device as an outside of the system arranged external power supply device is. Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung von einer Oberleitung gebildet wird.The power transmission unit according to claim 15, characterized in that the energy supply device is formed by a catenary. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens mittelbare drehfeste Verbindung zwischen Rotorschaufelrad und Rotor als formschlüssige Verbindung ausgeführt ist.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 16, characterized in that the at least indirect non-rotatable connection between rotor blade wheel and rotor as a positive connection accomplished is. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens mittelbare drehfeste Verbindung zwischen Rotorschaufelrad und Rotor als kraftschlüssige Verbindung ausgeführt ist.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 17, characterized in that the at least indirect non-rotatable connection between the rotor blade wheel and rotor as non-positive connection accomplished is. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens mittelbare drehfeste Verbindung zwischen Rotorschaufelrad und Rotor als formschlüssige Verbindung ausgeführt ist.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 18, characterized in that the at least indirect non-rotatable connection between rotor blade wheel and rotor as a positive connection accomplished is. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens mittelbare drehfeste Verbindung zwischen Rotorschaufelrad und Rotor schaltbar ist.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 18, characterized in that the at least indirect rotatable connection between rotor blade and rotor switchable is. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens mittelbare drehfeste Verbindung zwischen Rotorschaufelrad und Rotor eine Kupplung umfaßt.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 21, characterized in that the at least indirect rotatable connection between the rotor blade and the rotor comprises a clutch. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Getriebe umfaßt und der hydrodynamische Retarder am Getriebeeingang, im Getriebe oder am Ausgang des Getriebes angeordnet ist.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 21, characterized in that it comprises a transmission and the Hydrodynamic retarder at the transmission input, in the gearbox or on the Output of the transmission is arranged. Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 22, die in einem Fahrzeug integriert ist und von der Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine und den anzutreibenden Rädern über ein Getriebe gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder an einer der nachfolgenden Positionen angeordnet ist: – an der Antriebsmaschine – zwischen Antriebsmaschine und Getriebeeingang – hinter dem Getriebe.The power transmission unit according to one of the claims 1 to 22, which is integrated in a vehicle and from the connection between a prime mover and the wheels to be driven via a Transmission is formed, characterized in that the hydrodynamic Retarder is arranged at one of the following positions: - at the prime mover - between Prime mover and transmission input - behind the gearbox. Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise einer Leistungsübertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine zumindest in einer der nachfolgend genannten Funktionen eingesetzt wird: – Zusatzbremseinrichtung zum hydrodynamischen Retarder – Energieeinspeisung in ein Netz oder eine Energiespeichereinheit – Energiebereitstellung für Nebenantriebe – Booster.Method for optimizing the operation of a The power transmission unit according to one of the claims 1 to 23, characterized in that the electric machine used at least in one of the following functions becomes: - Additional brake device to the hydrodynamic retarder - Energy supply in one Network or an energy storage unit - Energy supply for auxiliary drives - boosters.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2025550A2 (en) 2007-08-13 2009-02-18 Voith Patent GmbH Motor vehicle launching element and method for operating a motor vehicle
DE102009001146A1 (en) * 2009-02-25 2010-08-26 Zf Friedrichshafen Ag Drive train for motor vehicle, has combustion engine with drive shaft, and step-by-step variable-speed transmission with input shaft that is connected with drive shaft of combustion engine over friction clutch
DE102009021141A1 (en) * 2009-05-13 2010-11-18 Voith Patent Gmbh Drive train for a vehicle with two equivalent directions of travel
DE102011106443A1 (en) 2011-07-04 2013-01-10 Voith Patent Gmbh vehicle transmissions
DE102011106444A1 (en) 2011-07-04 2013-01-10 Voith Patent Gmbh Powertrain of motor vehicle e.g. truck, has two rotors that are separately connected via common power interface at separating clutch
DE102013000239A1 (en) 2013-01-10 2014-07-10 Voith Patent Gmbh Powertrain with a hydrodynamic retarder and an electric machine
DE102013000240A1 (en) 2013-01-10 2014-07-10 Voith Patent Gmbh Powertrain with a hydrodynamic retarder and an electric machine
DE102013000241A1 (en) 2013-01-10 2014-07-10 Voith Patent Gmbh Powertrain with a hydrodynamic retarder and an electric machine
DE102015211485A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 Zf Friedrichshafen Ag Gearbox with electric machine and switchable retarder
DE102011081757B4 (en) 2011-08-30 2019-03-28 Zf Friedrichshafen Ag Method for operating a drive train of a motor vehicle with an electrodynamic drive system
SE541864C2 (en) * 2017-03-08 2020-01-02 Ka Group Ag System for an electrical drive comprising a hydraulic auxiliary brake system
AT17665U1 (en) * 2020-12-28 2022-10-15 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh Rail vehicle and method for operating the rail vehicle
DE102019112832B4 (en) 2019-05-16 2023-04-20 Voith Patent Gmbh Drive train with a detachable hydrodynamic retarder

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007038236A1 (en) 2007-08-13 2009-02-19 Voith Patent Gmbh Motor vehicle starting element and method for driving a motor vehicle
EP2025550A2 (en) 2007-08-13 2009-02-18 Voith Patent GmbH Motor vehicle launching element and method for operating a motor vehicle
DE102009001146A1 (en) * 2009-02-25 2010-08-26 Zf Friedrichshafen Ag Drive train for motor vehicle, has combustion engine with drive shaft, and step-by-step variable-speed transmission with input shaft that is connected with drive shaft of combustion engine over friction clutch
DE102009021141A1 (en) * 2009-05-13 2010-11-18 Voith Patent Gmbh Drive train for a vehicle with two equivalent directions of travel
US8881614B2 (en) 2011-07-04 2014-11-11 Voith Patent Gmbh Vehicle transmissions
DE102011106443A1 (en) 2011-07-04 2013-01-10 Voith Patent Gmbh vehicle transmissions
DE102011106444A1 (en) 2011-07-04 2013-01-10 Voith Patent Gmbh Powertrain of motor vehicle e.g. truck, has two rotors that are separately connected via common power interface at separating clutch
DE102011106443B4 (en) * 2011-07-04 2013-10-31 Voith Patent Gmbh vehicle transmissions
DE102011081757B4 (en) 2011-08-30 2019-03-28 Zf Friedrichshafen Ag Method for operating a drive train of a motor vehicle with an electrodynamic drive system
DE102013000241A1 (en) 2013-01-10 2014-07-10 Voith Patent Gmbh Powertrain with a hydrodynamic retarder and an electric machine
WO2014108513A1 (en) 2013-01-10 2014-07-17 Voith Patent Gmbh Drive train having a hydrodynamic retarder and an electric machine
WO2014108309A2 (en) 2013-01-10 2014-07-17 Voith Patent Gmbh Drivetrain with a hydrodynamic retarder and an electric machine
WO2014108309A3 (en) * 2013-01-10 2014-09-18 Voith Patent Gmbh Drivetrain with a hydrodynamic retarder and an electric machine
DE102013000240A1 (en) 2013-01-10 2014-07-10 Voith Patent Gmbh Powertrain with a hydrodynamic retarder and an electric machine
DE102013000239A1 (en) 2013-01-10 2014-07-10 Voith Patent Gmbh Powertrain with a hydrodynamic retarder and an electric machine
DE102013000240B4 (en) 2013-01-10 2023-02-02 Voith Patent Gmbh Drive train with a hydrodynamic retarder and an electric machine
DE102013000239B4 (en) 2013-01-10 2023-02-23 Voith Patent Gmbh Drive train with a hydrodynamic retarder and an electric machine
DE102015211485A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 Zf Friedrichshafen Ag Gearbox with electric machine and switchable retarder
SE541864C2 (en) * 2017-03-08 2020-01-02 Ka Group Ag System for an electrical drive comprising a hydraulic auxiliary brake system
DE102019112832B4 (en) 2019-05-16 2023-04-20 Voith Patent Gmbh Drive train with a detachable hydrodynamic retarder
AT17665U1 (en) * 2020-12-28 2022-10-15 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh Rail vehicle and method for operating the rail vehicle

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