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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Turbogetriebe, das heißt ein Getriebe
mit hydrodynamischer Leistungsübertragung,
wobei gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 sowohl ein hydrodynamischer Wandler als auch eine
hydrodynamische Kupplung zur Leistungsübertragung vorgesehen sind,
und das Turbogetriebe ferner einen hydrodynamischen Retarder zum
hydrodynamischen Bremsen umfasst.
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Gattungsgemäße Turbogetriebe
werden beispielsweise in Schienenfahrzeugen verwendet, um Antriebsleistung
von einer Antriebsmaschine, beispielsweise Dieselmotor oder sonstiger
Kolbenmotor, auf Antriebsräder
zu übertragen.
Dabei sollen sich die Getriebe durch eine kurze axiale Baulänge aufgrund
der beengten Platzverhältnisse
zwischen den Drehgestellen und durch ein hohes Leistungsübertragungsvermögen im Bereich
mehrerer hundert Kilowatt auszeichnen.
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Aufgrund
der genannten begrenzten Platzverhältnisse, insbesondere in Axialrichtung,
hat man bereits vorgeschlagen, den Antriebsstrang in Schienenfahrzeugen
derart auszuführen,
dass das Turbogetriebe und die Antriebsmaschine in Axialrichtung des
Schienenfahrzeugs gesehen quer zur Längsachse des Fahrzeugs nebeneinander
vorgesehen wurden, beispielsweise die Antriebsmaschine auf der linken
Fahrzeugseite und das Getriebe auf der rechten Fahrzeugseite, und
der Leistungsfluss von der Antriebsmaschine zum Turbogetriebe über ein
quer im Fahrzeug eingebautes Zwischengetriebe quer zur Längsachse
des Fahrzeugs übertragen
wurde. Aufgrund dessen, dass die Antriebsmaschine und das Getriebe
somit im selben axialen Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet wurden,
war es zwar möglich,
einen in Axialrichtung relativ kurzen Antriebsstrang zur Verfügung zu
stellen, jedoch war der vorgesehene Aufbau kompliziert und das genannte
Zwischengetriebe war erforderlich. Ferner bedeutet die Anordnung
des Getriebes seitlich neben der Antriebsmaschine, dass die zulässigen Ausmaße des Getriebes in
Radialrichtung zur Getriebeeingangswelle gesehen begrenzt sind,
was wiederum nur vergleichsweise kleine hydrodynamische Komponenten
im Turbogetriebe zulässt.
Diese vergleichsweise kleinen hydrodynamischen Komponenten sind
in ihrem maximalen Leistungsübertragungsvermögen begrenzt.
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GB 458 842 A beschreibt
ein Turbogetriebe, bei welchem die Primärseiten einer hydrodynamischen
Kupplung und eines hydrodynamischen Wandlers drehfest miteinander
verbunden sind, das heißt,
das Pumpenrad des hydrodynamischen Wandlers ist drehfest mit dem
Primärrad
der hydrodynamischen Kupplung verbunden, und das Turbinenrad des
hydrodynamischen Wandlers ist drehfest mit dem Sekundärrad der
hydrodynamischen Kupplung verbunden. Auf einer gemeinsamen Eingangswelle ist
ferner das Pumpenrad einer weiteren hydrodynamischen Kupplung angeordnet, über welche
ein Schwungrad in Umlauf versetzt werden kann, um Drehenergie zu
speichern.
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DE 197 09 734 A1 beschreibt
ein Turbogetriebe mit mehreren hydrodynamischen Kupplungen, hydrodynamischen
Wandlern und einem hydrodynamischen Retarder. Der Rotor des Retarders
ist mit dem Primärrad
einer hydrodynamischen Kupplung und dem Pumpenrad eines hydrodynamischen Wandlers
drehfest auf einer gemeinsamen Welle angeordnet.
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Die
Offenlegungsschrift
WO
86/02983 A1 beschreibt ein Turbogetriebe mit einer hydrodynamischen
Kupplung, einem hydrodynamischen Wandler und einem hydrodynamischen
Retarder. Das Sekundärrad
der hydrodynamischen Kupplung steht über eine Zwischenwelle in Triebverbindung
mit dem Pumpenrad des hydrodynamischen Wandlers.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Turbogetriebe,
insbesondere für
die eingangs genannte Anwendung in einem Schienenfahrzeug, darzustellen,
welches in Axialrichtung gesehen eine äußerst kurze Baulänge aufweist
und zugleich besonders hohe Leistungen übertragen kann.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird durch ein Turbogetriebe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den
abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung
angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Turbogetriebe
weist einen hydrodynamischen Wandler auf, der ein beschaufeltes
Pumpenrad, ein beschaufeltes Turbinenrad und einen Leitschaufelkranz,
auch Leitschaufelrad genannt, umfasst. Das Pumpenrad, das Turbinenrad
und der Leitschaufelkranz bilden gemeinsam einen mit einem Arbeitsmedium,
insbesondere Öl, befüllbaren
Wandlerarbeitsraum aus, um Antriebsleistung hydrodynamisch vom Pumpenrad
auf das Turbinenrad übertragen
zu können.
Der Leitschaufelkranz dient dabei der gezielten Umlenkung der Kreislaufströmung, so
dass das Arbeitsmedium mit einem vorgegebenen Anströmwinkel
auf das Pumpenrad auftrifft, um eine sogenannte Drehmomentwandlung zu
ermöglichen.
Insbesondere ist der Leitschaufelkranz als stets stationärer Schaufelkranz
ausgeführt, das
heißt,
die Schaufeln sind nicht in Umlauf um die Drehachse des hydrodynamischen
Wandlers versetzbar, und sie sind insbesondere auch nicht relativ zur
Kreislaufströmung
verstellbar.
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Das
erfindungsgemäße Turbogetriebe
weist ferner einen hydrodynamischen Retarder auf, der einen beschaufelten
Rotor und einen beschaufelten Stator umfasst. Rotor und Stator bilden
miteinander einen Retarderarbeitsraum aus, der wiederum wahlweise
mit einem Arbeitsmedium befüllbar
ist, um Antriebsleistung vom Rotor auf den Stator und damit ein Bremsmoment
vom Stator auf den Rotor hydrodynamisch übertragen zu können.
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Ferner
ist im erfindungsgemäßen Turbogetriebe
eine hydrodynamische Kupplung vorgesehen, die ein beschaufeltes
Primärrad
und ein beschaufeltes Sekundärrad
umfasst, die ebenfalls miteinander einen mit einem Arbeitsmedium,
insbesondere Öl, befüllbaren
Arbeitsraum ausbilden, vorliegend als Kupplungsarbeitsraum bezeichnet.
Mittels der hydrodynamischen Kupplung kann Antriebsleistung hydrodynamisch
vom Primärrad
auf das Sekundärrad übertragen
werden. Die Kupplung ist in der Regel frei von weiteren Schaufelrädern, insbesondere
frei von einem Leitrad oder einem Leitapparat ausgeführt.
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Sämtliche
Arbeitsräume
sind vorteilhaft torusförmig
ausgeführt,
wobei die Drehachsen der verschiedenen hydrodynamischen Maschinen,
die gemeinsam eine hydrodynamische Baugruppe bilden, besonders vorteilhaft
koaxial und fluchtend zueinander ausgerichtet sind.
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Erfindungsgemäß ist das
Pumpenrad des hydrodynamischen Wandlers einteilig oder drehfest mit
dem Primärrad
der hydrodynamischen Kupplung ausgeführt, das Turbinenrad des hydrodynamischen Wandlers
ist einteilig oder drehfest mit dem Sekundärrad der hydrodynamischen Kupplung
ausgeführt, und
das Sekundärrad
der hydrodynamischen Kupplung ist einteilig oder drehfest mit dem
Rotor des hydrodynamischen Retarders ausgeführt. Somit ist es möglich, sowohl
vergleichsweise große
mittlere Durchmesser der verschiedenen Arbeitsräume beziehungsweise Beschaufelungen
zu erreichen, und zugleich die axiale Baulänge der hydrodynamischen Baugruppe
und damit des Turbogetriebes äußerst klein
auszuführen.
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Besonders
vorteilhaft sind das Sekundärrad der
hydrodynamischen Kupplung und der Rotor des hydrodynamischen Retarders
einteilig in einer Back-to-Back-Anordnung
ausgeführt.
Das Sekundärrad
kann beispielsweise den Rotor des hydrodynamischen Retarders tragen.
Der Rotor ist dann besonders vorteilhaft als nabenloser Rotor ausgeführt, das heißt, der
Rotor ist in einer Draufsicht vom Trennspalt zwischen Rotor und
Stator aus gesehen ringförmig mit
einem vergleichsweise kurzen in Radialrichtung nach innen ragenden
Steg oder ohne einen in Radialrichtung nach innen ragenden Steg.
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Das
Pumpenrad des hydrodynamischen Wandlers und das Primärrad der
hydrodynamischen Kupplung werden vorteilhaft von einer gemeinsamen Antriebswelle
der hydrodynamischen Baugruppe drehfest getragen und sind insbesondere
einteilig mit dieser ausgeführt.
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Das
Turbinenrad des hydrodynamischen Wandlers und das Sekundärrad der
hydrodynamischen Kupplung können
von einer gemeinsamen Abtriebswelle der hydrodynamischen Baugruppe
drehfest getragen werden, und diese sind insbesondere einteilig
mit dieser ausgeführt.
Die Abtriebswelle kann beispielsweise als Hohlwelle ausgeführt sein, welche
die Antriebswelle umschließt
und insbesondere von dieser getragen wird. Selbstverständlich ist es
auch möglich,
die Antriebswelle als Hohlwelle auszuführen, welche die Abtriebswelle
in Umfangsrichtung umschließt
und insbesondere von dieser getragen wird. Andere Ausführungsformen
sind denkbar.
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Das
Sekundärrad
der hydrodynamischen Kupplung ist besonders vorteilhaft drehfest
mit einer Kupplungsschale verbunden und umschließt zusammen mit dieser das
Primärrad
der hydrodynamischen Kupplung. Bei einer solchen hydrodynamischen Kupplung
spricht man auch von einer Kupplung mit Innenradantrieb. Die Kupplungsschale
kann beispielsweise zugleich den Abtrieb der hydrodynamischen Baugruppe
bilden und insbesondere mit einer in Axialrichtung hinter der hydrodynamischen
Baugruppe im Turbogetriebe vorgesehenen Abtriebswelle, vorliegend
Sekundärwelle
genannt, drehfest verbunden sein. Diese Sekundärwelle kann beispielsweise
parallel oder fluchtend zu der Antriebswelle und/oder Abtriebswelle
der hydrodynamischen Baugruppe ausgerichtet sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform
werden der hydrodynamische Wandler, der hydrodynamische Retarder
und insbesondere die hydrodynamische Kupplung von einem gemeinsamen
Getriebegehäuse
umschlossen, welches eine Wandlerschale, die als Arbeitsraumwandung
das Arbeitsmedium des hydrodynamischen Wandlers führt, und
den Stator des hydrodynamischen Retarders bildet. Dieses Getriebegehäuse ist
somit stationär,
das heißt
nicht umlaufend ausgeführt.
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Die
Wandlerschale des hydrodynamischen Wandlers kann vorteilhaft den
Leitschaufelkranz tragen und insbesondere ferner einen arbeitsmediumführenden
Wandlerkern, welcher die Kreislaufströmung von Arbeitsmedium radial
innen begrenzt, so dass der Arbeitsraum des hydrodynamischen Wandlers
im Querschnitt gesehen die Form einer „8" beziehungsweise
zweiter nebeneinanderliegender Ringe aufweist.
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Besonders
vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Turbogetriebe ein mechanisches
Getriebe auf, das in Richtung des Antriebsleistungsflusses von einer
vorgeschalteten Antriebsmaschine auf nachgeschaltete Antriebsräder dem
hydrodynamischen Wandler und der hydrodynamischen Kupplung vorgeschaltet
ist. Somit kann mittels des mechanischen Getriebes Antriebsleistung,
die in das mechanische Getriebe von einer Antriebsmaschine einspeisbar
ist, sowohl über
das Pumpenrad auf den hydrodynamischen Wandler als auch über das
Primärrad
auf die hydrodynamische Kupplung übertragen werden. Das mechanische
Getriebe weist beispielsweise eine Eingangswelle auf, die insbesondere
als Hochtriebswelle ausgeführt
ist, und über
welche Antriebsleistung in das mechanische Getriebe einleitbar ist.
Die Eingangswelle beziehungsweise die Hochtriebswelle kann vorteilhaft
parallel und insbesondere fluchtend zu der Antriebswelle und/oder
der Abtriebswelle der hydrodynamischen Baugruppe angeordnet sein. Wenn
die Eingangswelle des mechanischen Getriebes als Hochtriebswelle
ausgeführt
ist, bedeutet dies, dass das Turbogetriebe eine Getriebeeingangswelle aufweist,
welche insbesondere parallel zu der Hochtriebswelle angeordnet ist,
gegenüber
welcher die Hochtriebswelle ins Schnelle übersetzt ist, insbesondere
mittels eines, insbesondere ausschließlich eines einzigen Stirnradpaares.
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Besonders
vorteilhaft weist das mechanische Getriebe wenigstens ein Planetengetriebe
auf. Wenn zwei Planetengetriebe im mechanischen Getriebe vorgesehen
sind beziehungsweise das mechanische Getriebe durch die beiden Planetengetriebe gebildet
wird, so umfasst jedes Planetengetriebe jeweils ein Sonnenrad, ein
Hohlrad und einen Steg, wobei letzterer auch als Planetenträger bezeichnet wird.
Der Steg trägt
wenigstens ein Planetenrad drehbar. Besonders vorteilhaft ist für beide
Planetengetriebe ein gemeinsamer Steg vorgesehen, welcher sowohl
wenigstens ein Planetenrad des ersten Planetengetriebes als auch
wenigstens ein Planetenrad des zweiten Planetengetriebes trägt.
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Jedes
Sonnenrad der beiden Planetengetriebe ist vorteilhaft wahlweise
gegen Rotieren festsetzbar, insbesondere über jeweils eine erste Lamellenkupplung
drehfest mit dem stationären
Getriebegehäuse
verbindbar. Jedes Hohlrad ist vorteilhaft wahlweise drehfest mit
der Antriebswelle der hydrodynamischen Baugruppe verbindbar, insbesondere
jeweils über
eine zweite Lamellenkupplung. Der oder die Stege der Planetengetriebe
sind vorteilhaft drehfest mit der Eingangswelle des mechanischen
Getriebes, insbesondere der Hochtriebswelle verbunden.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Turbogetriebes ist es nun möglich,
einen Antriebsstrang, insbesondere Schienenfahrzeugantriebsstrang,
auszuführen,
bei dem eine Antriebsmaschine, insbesondere in Form eines Dieselmotors oder
sonstigem Kolbenmotors, in Axialrichtung vor dem Turbogetriebe,
insbesondere unmittelbar vor dem Turbogetriebe, angeordnet ist.
Im Unterschied zu der eingangs beschriebenen Anordnung des Turbogetriebes
und der Antriebsmaschine seitlich nebeneinander, kann das Turbogetriebe
somit in Radialrichtung größer ausgeführt werden,
was verhältnismäßig große hydrodynamische
Maschinen, insbesondere einen verhältnismäßig großen hydrodynamischen Wandler
ermöglicht,
welcher eine besonders hohe Antriebsleistung übertragen kann. Dies ermöglicht sowohl
besonders hohe Anfahrmomente als auch eine Verbrauchs- und Geräuschsoptimierung, da
die hydrodynamischen Elemente oder auch nur der hydrodynamische
Wandler über
große
Fahrtstrecken im Teillastbereich betrieben werden können.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen exemplarisch
beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Turbogetriebes
zum Einsatz in einem Schienenfahrzeug axial hinter einer Antriebsmaschine;
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
entsprechend der 1, jedoch zusätzlich mit
einem Umkehrgetriebe vor dem Getriebeausgang.
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In
der 1 erkennt man ein Turbogetriebe mit einem hydrodynamischen
Wandler 1, umfassend ein beschaufeltes Pumpenrad 1.1,
ein beschaufeltes Turbinenrad 1.2 und einen stationären Leitschaufelkranz 1.3,
welche gemeinsam einen mit einem Arbeitsmedium befüllbaren
Wandlerarbeitsraum 1.4 ausbilden. Der Wandlerarbeitsraum 1.4 weist
in einem Axialschnitt durch den hydrodynamischen Wandler 1 gesehen
einen Querschnitt in Form einer „8" auf, da das Getriebegehäuse 6 nicht
nur eine Wandlerschale 1.5 ausbildet, um die Kreislaufströmung von
Arbeitsmedium im Wandlerarbeitsraum 1.4 radial außen zu führen, sondern
ebenso einen Wandlerkern 1.6, um die Kreislaufströmung radial
innen im Wandlerarbeitsraum 1.4 zu führen.
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In
Axialrichtung vom Getriebeeingang zum Getriebeausgang gesehen umfasst
das Turbogetriebe hinter dem hydrodynamischen Wandler 1 einen hydrodynamischen
Retarder 2 mit einem beschaufelten Rotor 2.1 und
einem beschaufelten Stator 2.2, die einen Retarderarbeitsraum 2.3 ausbilden.
Der beschaufelte Stator 2.2 ist dem hydrodynamischen Wandler 1 zugewandt
und wird ebenfalls durch das Getriebegehäuse 6 gebildet. Der
beschaufelte Rotor 2.2 ist einer hydrodynamischen Kupplung 3 im
Turbogetriebe zugewandt und wird durch das Sekundärrad 3.2 der
hydrodynamischen Kupplung 3 gebildet. Die Beschaufelung
des Rotors 2.1 des hydrodynamischen Retarders 2 und
des Sekundärrades 3.2 der hydrodynamischen
Kupplung 3 sind in einer sogenannten Back-to-Back-Anordnung ausgeführt. Zugleich
wird die Beschaufelung des Rotors 2.1 derart durch das
Sekundärrad 3.2 getragen,
dass der Rotor 2.1 des hydrodynamischen Retarders 2 als
nabenloses Schaufelrad ausgeführt
sein kann. Wie man sieht, ist der die Beschaufelung tragende Bereich
des Rotors 2.1 auf seiner radialen Innenseite gegenüber einem
Teil des Getriebegehäuses 6 abgedichtet.
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Am
Sekundärrad 3.2 der
hydrodynamischen Kupplung 3 ist eine Kupplungsschale 3.4 angeschlossen,
welche den Abtrieb der hydrodynamischen Baugruppe, bestehend aus
hydrodynamischem Wandler 1, hydrodynamischem Retarder 2 und
hydrodynamischer Kupplung 3, bildet. Hierzu ist die Kupplungsschale 3.4 mit
einer Hohlwelle drehfest verbunden, die ein Abtriebsritzel trägt und eine
Sekundärwelle 15 ausbildet.
Diese Sekundärwelle 15 treibt
eine Getriebeabtriebswelle 16 an, vorliegend über ein
Stirnradpaar, umfassend das Ritzel der Sekundärwelle 15 und ein
Zahnrad auf der Getriebeabtriebswelle 16.
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Das
Pumpenrad 1.1 des hydrodynamischen Wandlers 1 und
das Primärrad 3.1 der
hydrodynamischen Kupplung 3 werden gemeinsam von einer
Antriebswelle 4 getragen. Das Turbinenrad 1.2 des
hydrodynamischen Wandlers 1 und das Sekundärrad 3.2 der
hydrodynamischen Kupplung 3 werden von einer gemeinsamen
Abtriebswelle 5 getragen. Beide Wellen sind jeweils mit
den genannten Bauteilen drehfest verbunden oder einteilig ausgeführt. Die
Antriebswelle 4 ist als Vollwelle ausgeführt, die
gegebenenfalls Bohrungen beziehungsweise Kanäle zur Ölversorgung der hydrodynamischen
Kreisläufe
und von Lagern aufweisen kann. Die Abtriebswelle 5 ist als
Hohlwelle ausgeführt
und auf der Antriebswelle 4 relativgelagert. Die Abtriebswelle 5 umschließt die Antriebswelle 4 somit
in Umfangsrichtung konzentrisch.
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Die
Abtriebswelle 5, vorliegend als Abtriebswelle der hydrodynamischen
Baugruppe bezeichnet, ist ferner koaxial und fluchtend zu der Sekundärwelle 15 angeordnet.
Die Antriebswelle 4 ist koaxial und fluchtend zu einer
Hochtriebswelle 9 angeordnet, welche die Eingangswelle
eines mechanischen Getriebes bildet, welches in Axialrichtung vor
dem hydrodynamischen Wandler 1 angeordnet ist. Das mechanische
Getriebe umfasst ein erstes Planetengetriebe 7 und ein
zweites Planetengetriebe 8 mit jeweils einem Sonnenrad 7.1, 8.1,
einem Hohlrad 7.2, 8.2 und einem Steg 7.3, 8.3,
der wenigstens ein Planetenrad 7.4, 8.4 drehbar
trägt.
Die beiden Planetengetriebe 7, 8 sind axial nebeneinander
und unmittelbar hintereinander angeordnet und weisen einen gemeinsamen
Steg 7.3, 8.3 auf, welcher wenigstens ein Planetenrad 7.4 des
ersten Planetengetriebes 7 und wenigstens ein Planetenrad 8.4 des
zweiten Planetengetriebes 8 trägt.
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Das
mechanische Getriebe weist ferner zwei erste Lamellenkupplungen 11, 12 auf, über welche die
beiden Sonnenräder 7.1 und 8.2 wahlweise
drehfest mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden
werden können
und somit stationär
gegen Rotieren festgesetzt werden können. Ferner weist das mechanische Getriebe
zwei zweite Lamellenkupplungen 13, 14 auf, so
dass jedes Hohlrad 7.2, 8.2 wahlweise drehfest
mit der Antriebswelle 4 der hydrodynamischen Baugruppe
verbindbar ist, vorliegend über
einen sogenannten Topf 17, welcher beide Planetengetriebe 7, 8 umschließt.
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Der
gemeinsame Steg 7.3, 8.3 ist drehfest mit der
Hochtriebswelle 9 verbunden, welche ein Ritzel 18 trägt, das
mit einem Zahnrad 19 auf der Getriebeeingangswelle 10 kämmt.
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Durch Übersetzen
der hydrodynamischen Kreislaufteile gegenüber der Getriebeeingangswelle 10 und
der Getriebeabtriebswelle 16 ins Schnelle ist es möglich, mit
den hydrodynamischen Kreislaufteilen noch höhere Antriebsleistungen zu übertragen. Bei
der gezeigten Ausführungsform
sind die Getriebeeingangswelle 10 und die Getriebeabtriebswelle 16 unterhalb
des axial linearen Antriebszweiges mit der hydrodynamischen Baugruppe
und dem vorgeschalteten mechanischen Getriebe angeordnet, siehe
den Ölsumpf 20 unten
im Getriebegehäuse 6.
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Durch
die gezeigte Ausführung
des mechanischen Getriebes mit den beiden Planetengetrieben 7 und 8 und
den Lamellenkupplungen 11, 12, 13, 14 sind
zahlreiche Schaltzustände
im Turbogetriebe einstellbar. So kann das mechanische Getriebe zum
hydrodynamischen Anfahren des Fahrzeugs mittels des hydrodynamischen
Wandlers 1 durch Schließen der Lamellenkupplungen 11, 12, 13, 14 verspannt werden,
so dass die Antriebswelle 4 der hydrodynamischen Baugruppe
mit derselben Drehzahl umläuft, wie
die Hochtriebswelle 9. In diesem Anfahrbereich kann eine
besonders hohe Zugkraft erreicht werden. Dieser Anfahrbereich wird
vorliegend als erster Fahrbereich bezeichnet.
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In
einem zweiten Fahrbereich, der sich in Richtung höherer Geschwindigkeiten
des Fahrzeugs an den ersten Fahrbereich anschließt, wird das Fahrzeug hydrodynamisch
mittels der hydrodynamischen Kupplung 3 beschleunigt. Das
mechanische Getriebe verbleibt in diesem zweiten Fahrbereich mechanisch verspannt,
so dass die Hochtriebswelle 9 und die Eingangswelle 4 der
hydrodynamischen Baugruppe immer noch mit derselben Drehzahl und
starr aneinander verriegelt umlaufen. Beim Übergang vom ersten Fahrbereich
auf den zweiten Fahrbereich wird der Arbeitsraum 1.4 des
hydrodynamischen Wandlers 1 entleert, und zugleich wird
der Kupplungsarbeitsraum 3.3 der hydrodynamischen Kupplung 3 mit
Arbeitsmedium befüllt.
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In
einem dritten Fahrbereich, der sich in Richtung höherer Geschwindigkeiten
des Fahrzeugs an den zweiten Fahrbereich anschließt, wird
mittels des mechanischen Getriebes eine erste mechanische Übersetzung
angestellt, indem das Sonnenrad 8.1 des ersten Planetengetriebes 8 mittels
einer der beiden ersten Lamellenkupplungen, vorliegend der Lamellenkupplung 12,
drehfest mit dem stationären Getriebegehäuse 6 verbunden
wird, und das Hohlrad 7.2 des ersten Planetengetriebes 7 drehfest
mit der Antriebswelle 4 der hydrodynamischen Baugruppe beziehungsweise
dem Topf 17 verbunden wird, über eine der beiden zweiten
Lamellenkupplungen, vorliegend der Lamellenkupplung 13.
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Der
vierte Fahrbereich, der sich zu größeren Geschwindigkeiten hin
an den dritten Fahrbereich anschließt, wird dadurch geschaltet,
dass das Sonnenrad 7.1 des zweiten Planetengetriebes 7 mittels der
ersten Lamellenkupplung 11 drehfest mit dem stationären Getriebegehäuse 6 verbunden
wird, und das Hohlrad 8.2 mittels der zweiten Lamellenkupplung 14 drehfest
mit der Antriebswelle 4 beziehungsweise dem Topf 17 verbunden
wird.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
sind ferner zwei Zwischengänge
mittels des mechanischen Getriebes einstellbar, welche hinsichtlich
des Übersetzungsverhältnisses
im Turbogetriebe zwischen der Übersetzung
des dritten Fahrbereichs und der Übersetzung des vierten Fahrbereichs
liegen. Hierzu wird gleichzeitig das Sonnenrad 7.1 des
ersten Planetengetriebes 7 über die erste Lamellenkupplung 11 drehfest
mit dem stationären
Getriebegehäuse 6 verbunden
und das Hohlrad 7.2 des ersten Planetengetriebes 7 über die
zweite Lamellenkupplung 13 drehfest mit der Antriebswelle 4 beziehungsweise
dem Topf 17 verbunden. Für den zweiten Zwischengang wird
entsprechend das Sonnenrad 8.1 des zweiten Planetengetriebes 8 über die
erste Lamellenkupplung 12 drehfest mit dem stationären Getriebegehäuse 6 verbunden,
und gleichzeitig wird das Hohlrad 8.2 des zweiten Planetengetriebes 8 über die
zweite Lamellenkupplung 14 drehfest mit der Antriebswelle 4 beziehungsweise
dem Topf 17 verbunden. Das Einstellen der beiden Zwischengänge ist
somit aufgrund des Merkmals möglich,
das die beiden Planetengetriebe 7 und 8 einen
gemeinsamen Steg 7.3, 8.3 aufweisen.
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Beim
Schalten zwischen den verschiedenen mechanischen Übersetzungen
im mechanischen Getriebe kann der Kupplungsarbeitsraum 3.3 der
hydrodynamischen Kupplung mit Arbeitsmedium befüllt, insbesondere vollbefüllt bleiben.
Insbesondere ist die hydrodynamische Kupplung 3 als ungeregelte
hydrodynamische Kupplung ausgeführt,
das heißt,
der Kupplungsarbeitsraum 3.3 ist zwar wahlweise mit Arbeitsmedium
befüllbar
und von diesem entleerbar, es ist jedoch keine Füllungssteuerung vorgesehen,
mit welcher gezielt ein bestimmter Füllungsgrad des Kupplungsarbeitsraumes 3.3 unterhalb
der Vollfüllung
einstellbar ist.
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Die
in der 2 gezeigte Ausführungsform entspricht weitgehend
jener der 1. Abweichend ist jedoch zwischen
der Abtriebswelle 5 der hydrodynamischen Baugruppe, bestehend
aus dem hydrodynamischen Wandler 1, der hydrodynamischen
Bremse 2 und der hydrodynamischen Baugruppe 3 und der
Getriebeabtriebswelle 16, vorliegend zwischen der Sekundärwelle 15 und
der Getriebeabtriebswelle 16 ein Umkehrgetriebe 21 vorgesehen,
um bei gleichbleibender Drehrichtung der Getriebeeingangswelle 10 und
damit der Abtriebswelle 5 der hydrodynamischen Baugruppe
die Drehrichtung der Getriebeabtriebswelle 16 wahlweise
zu ändern.
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- 1
- hydrodynamischer
Wandler
- 1.1
- Pumpenrad
- 1.2
- Turbinenrad
- 1.3
- Leitschaufelkranz
- 1.4
- Wandlerarbeitsraum
- 1.5
- Wandlerschale
- 1.6
- Wandlerkern
- 2
- hydrodynamischer
Retarder
- 2.1
- Rotor
- 2.2
- Stator
- 2.3
- Retarderarbeitsraum
- 3
- hydrodynamische
Kupplung
- 3.1
- Primärrad
- 3.2
- Sekundärrad
- 3.3
- Kupplungsarbeitsraum
- 3.4
- Kupplungsschale
- 4
- Antriebswelle
- 5
- Abtriebswelle
- 6
- Getriebegehäuse
- 7
- Planetengetriebe
- 7.1
- Sonnenrad
- 7.2
- Hohlrad
- 7.3
- Steg
- 7.4
- Planetenrad
- 8
- Planetengetriebe
- 8.1
- Sonnenrad
- 8.2
- Hohlrad
- 8.3
- Steg
- 8.4
- Planetenrad
- 9
- Hochtriebswelle
- 10
- Getriebeeingangswelle
- 11,
12
- erste
Lamellenkupplung
- 13,
14
- zweite
Lamellenkupplung
- 15
- Sekundärwelle
- 16
- Getriebeabtriebswelle
- 17
- Topf
- 18
- Ritzel
- 19
- Zahnrad
- 20
- Ölsumpf
- 21
- Umkehrgetriebe