DE19809467A1 - Hydrodynamisch-mechanisches Verbindungsgetriebe - Google Patents
Hydrodynamisch-mechanisches VerbindungsgetriebeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle; DOLLAR A mit einem hydrodynamischen Getriebeteil und einem mechanischen Getriebeteil; DOLLAR A der mechanische Getriebeteil umfaßt wenigstens eine Drehzahl-/Drehmomentenwandlungseinrichtung; DOLLAR A der Abtrieb des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers steht in wenigstens mittelbar mit der Getriebeausgangswelle in Triebverbindung. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der hydrodynamische Retarder, umfassend einen Stator und ein Rotorschaufelrad, räumlich im Getriebegehäuse integriert; DOLLAR A das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders ist wenigstens mittelbar mit der Abtriebswelle des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers gekoppelt. Der hydrodynamische Retarder fungiert als Sekundärretarder, ist jedoch räumlich im Getriebe vor der Nachschaltstufe angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe, im
einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebe, umfassend einen
hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler und einen
mechanischen Getriebeteil, sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt.
Die Druckschrift DE 36 04 393 C2 offenbart ein hydrodynamisches
Verbundgetriebe, umfassend einen Drehmomentenwandler und ein mit
diesem in Serie geschaltetes Schaltgetriebe. Das Schaltgetriebe umfaßt dazu
zwei Planetenradsätze, wobei die Planetenträger der beiden Planetenradsätze
miteinander gekoppelt sind und den Ausgang des Schaltgetriebes bilden. Die
Anzahl der erforderlichen Planetenradstege bzw. Planetenradsätze (u. U. ein
Ravigneauxsatz) kann mit einer derartigen Anordnung gering gehalten werden
und bei entsprechender Zuordnung von Schalteinrichtungen sind zumindest
drei Gangstufen realisierbar, wobei die axiale Baulänge sehr kurz gehalten
werden kann. Der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentenwandler umfaßt
ein Pumpenrad, ein Turbinenrad sowie zwei Leiträder - ein erstes Leitrad und
ein zweites Leitrad, wobei Mittel vorgesehen sind, welche eine Kopplung des
Turbinenrades sowie des ersten Leitrades mit dem mechanischen Getriebeteil
in Form des Schaltgetriebes ermöglichen. Im einzelnen ist die
Gesamtgetriebeeingangswelle entweder über den hydrodynamischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler und dabei über das Turbinenrad mit dem
Sonnenrad des einen Planetenradsatzes des mechanischen Getriebeteiles
oder aber direkt über eine sogenannte Überbrückungskupplung mit diesem
koppelbar. Das erste Leitrad ist über einen Freilauf mit dem Sonnenrad des
anderen zweiten Planetenradsatzes des mechanischen Getriebeteiles
verbunden. Die charakteristischen Eigenschaften des Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers in jedem Bereich des Übersetzungsverhältnisses
und das Übersetzungsverhältnis des mechanischen Getriebeteils werden
durch Umschalten des Übertragungsweges des von der ersten Leitradwelle
ausgehenden Momentes geändert, und zwar durch die wahlweise Betätigung
von Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen, die entweder ein Festsetzen
der ersten Leitradwelle oder aber eine Kopplung der ersten Leitradwelle mit
der Turbinenradwelle und damit des ersten Sonnenrades des ersten
Planetenradsatzes ermöglichen. Der Vorteil dieses 3-Ganggetriebes besteht in
seiner geringen Baugröße. Allerdings ist eine entsprechende Auslegung
dieses vorhandenen Getriebes hinsichtlich des Haupteinsatzfalles bzw. eine
aufwendige Modifikation dessen erforderlich, um bestimmte Parameter,
beispielsweise den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeuges zu optimieren oder
höhere Endauslegungsgeschwindigkeiten des Fahrzeuges zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs
genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß dieses noch optimaler die
bestehenden Einsatzerfordernisse zu erfüllen vermag, wobei die Vorteile des
geringen Gewichtes und der geringen Baugröße weiter beibehalten werden
sollen. Dabei sind zusätzliche Funktionen, wie die Erzeugung eines
Bremsmomentes oder der Antrieb von Nebenaggregaten sowie die
Realisierung eines Schnellganges, mit möglichst geringem Aufwand unter
Beibehaltung der Vorteile bei geringer Baugröße und mit geringem
konstruktiven Aufwand zu realisieren.
Die erfindungsgemäße Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des
Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen wiedergegeben.
Das hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebe umfaßt einen ersten
hydrodynamischen Getriebeteil und einen weiteren zweiten mechanischen
Getriebeteil. Der erste hydrodynamische Getriebeteil umfaßt einen
hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler. Der mechanische
Getriebeteil umfaßt wenigstens einen mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandler. Vorzugsweise wird dabei ein mechanischer
Drehzahl-/Drehmomentenwandler eingesetzt, welcher wenigstens zwei
Planetenradsätze umfaßt, deren Planetenträger miteinander gekoppelt sind
und den Abtrieb des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers bilden.
Das Getriebe weist des weiteren einen hydrodynamischen Retarder auf, der
im Gehäuse integriert ist und in räumlicher Nähe zum hydrodynamischen
Getriebeelement angeordnet ist, wobei der hydrodynamische Retarder mit
dem Abtrieb des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers gekoppelt
ist. Die Kopplung erfolgt dabei durch die vorzugsweise drehfeste Verbindung
des Rotorschaufelrades mit den miteinander gekoppelten Getriebeelementen,
vorzugsweise den Planetenträgern, die gleichzeitig den Abtrieb des
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers bilden.
Die erfindungsgemäße Anordnung des hydrodynamischen Retarders, welche
sich durch die Integration im Getriebegehäuse und die räumliche Anordnung
des Retarders bezogen auf die Kraftflußrichtung von der
Getriebeeingangswelle zur Getriebeausgangswelle vor dem mechanischen
Getriebeteil auszeichnet, wobei das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen
Retarders mit der Abtriebswelle des mechanischen Getriebeteiles koppelbar
ist, d. h. die Anordnung des hydrodynamischen Retarders in unmittelbar
räumlicher Nähe des hydrodynamischen Getriebeelementes, ermöglicht es,
alle hydraulischen Bauteile des Betriebsmittelversorgungssystemes, wie
beispielsweise Zahnradpumpe, Anfahrwandler, Steuereinheit und
Versorgungsleitungen, räumlich nahe beieinander im Getriebe zu integrieren,
wobei lediglich kurze Wege für die Betriebsmittelführung erforderlich sind, was
sich erheblich auf die Arbeitsweise des Getriebes auswirkt, beispielsweise in
einer Verringerung der Ansprechzeiten bei Inbetriebnahme der
hydrodynamisch arbeitenden Bauelemente wie hydrodynamischer Drehzahl-
/Drehmomentenwandler und hydrodynamischer Retarder, Verringerung des
hydraulischen Widerstandes sowie Steigerung des energetischen
Wirkungsgrades.
Der erste hydrodynamische Getriebeteil und der mechanische
Drehzahl-/Drehmomentenwandler bilden eine sogenannte
Grundgetriebebaueinheit bzw. Rumpfgetriebe, welche als komplette
Montagegruppe geliefert werden kann. Diese ist vorzugsweise um einen
Nachschaltsatz erweiterbar, welcher koaxial zur Grundgetriebebaueinheit
angeordnet ist und räumlich betrachtet in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb
entweder vor dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler oder
hinter diesem angeordnet ist. Dabei bildet der Abtrieb des mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandlers gleichzeitig den Eingang der
Nachschaltstufe. Der hydrodynamische Retarder ist erfindungsgemäß jedoch
in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet, immer vor dem Abtrieb
bzw. dem Ausgang des Nachschaltsatzes angeordnet. Für die weiteren
Anordnungsmöglichkeiten in Bezug auf den mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandler des mechanischen Getriebeteiles ergeben sich im
wesentlichen die folgenden zwei Möglichkeiten:
- 1. Anordnung des Retarders in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet räumlich vor dem mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandler.
- 2. Anordnung des hydrodynamischen Retarders in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet räumlich hinter dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler.
Bei der erstgenannten Möglichkeit, den Nachschaltsatz räumlich in
Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet vor dem mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler anzuordnen, ergeben sich für die
Möglichkeit der Integration des hydrodynamischen Retarders wiederum zwei
Möglichkeiten, die auch mit den vorher genannten zwei Möglichkeiten
kombinierbar sind:
- 1. Anordnung des hydrodynamischen Retarders zwischen dem Nachschaltsatz und dem mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandler.
- 2. Anordnung des hydrodynamischen Retarders räumlich in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet vor der mechanischen Nachschaltstufe.
In Analogie gelten diese Aussagen auch bei Anordnung des Nachschaltsatzes
räumlich in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet hinter dem
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler.
Die beschriebenen Grundvarianten ermöglichen die Konzeption eines
Gesamtgetriebes mit integrierter Bremsfunktion bei gleichzeitig geringer
Baugröße und geringem Gewicht, wobei mittels dem Nachschaltsatz weitere
Getriebestufen realisiert werden können und durch die entsprechende
Auslegung der einzelnen Getriebeelemente des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers im Zusammenhang mit der mechanischen
Nachschaltstufe ein, im wesentlichen gleichmäßiger Zugkraftverlauf über den
gesamten Betriebsbereich erzielt wird.
Die bauliche Integration des hydrodynamischen Retarders bzw. dessen
zentrale Anordnung im Gesamtgetriebe, insbesondere vor dem mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler ermöglicht es, einen Winkeltriebanbau am
Getriebe zu realisieren und des weiteren eine zentrale
Betriebsmittelversorgung, wie oben bereits erwähnt, für das hydrodynamische
Getriebeelement und den hydrodynamischen Retarder bereitzustellen, anstelle
von einzelnen Betriebsmittelversorgungssystemen.
Der hydrodynamische Retarder ist im Gesamtgetriebe somit derart
angeordnet, daß dieser hinsichtlich seiner Funktion eine Mischung aus
Primär- und Sekundärretarder darstellt. Der hydrodynamische Retarder fungiert nicht
als reiner Primärretarder, da diese im Allgemeinen vor den mechanischen
Getriebebaugruppen angeordnet sind, und fungiert des weiteren jedoch auch
nicht als reiner Sekundärretarder, da diese im Allgemeinen der
Getriebeausgangswelle immer vorgeschalten sind. Zwischen ihm und dem
Getriebeausgang ist eine mechanische Übertragungsstufe entweder beim
reinen 3-Gang-Getriebe in Form des mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandlers oder aber bei einer Getriebeanordnung
aus hydrodynamischem Getriebeteil und mechanischem
Drehzahl-/Drehmomentenwandler mit mechanischer Nachschaltstufe
wenigstens vor der mechanischen Nachschaltstufe räumlich betrachtet
angeordnet, womit dieser in Kraftflußrichtung über die Nachschaltstufe direkt
auf den Abtrieb wirken kann. Die Ansteuerung kann über die Steuerung so
erfolgen, daß fahrmechanisch gesehen alle Eigenschaften eines
Sekundärretarders erzielt werden oder eines Primärretarders. Die
Rückschaltphilosophie kann wahlweise oder intelligent genutzt werden.
Die Kombination mit den Nachschaltstufen ermöglicht eine Mehrgängigkeit,
welche wiederum dazu führt, daß der zu überstreichende Betriebsbereich mit
einer Mehrzahl von Gängen realisiert werden kann, und vorzugsweise
wenigstens ein Schnellgang bzw. ein sogenannter Overdrivegang vorgesehen
wird, wobei mittels der höheren Getriebespreizung phi-gesamt eine optimale
Anpassung bei unterschiedlichen Motoren und Hinterachsen zum minimalen
Kraftstoffverbrauchsbereich der Antriebsmaschine führen kann. Daher werden
vorzugsweise die Gangstufensprünge phi des mechanischen Getriebeteils
derart gewählt, daß Bereiche kleiner gleich 1,45 verwendet werden. Für die
zulässigen Übersetzungen i ergibt sich dabei im ersten Gang ein zu
realisierender Bereich von 2,75-3,50. Dadurch wird es möglich, den
Übergang des Zugkraftverlaufes von den Wandlergängen in die passenden
LU-Gänge (d. h. die Gänge, bei welchen die Leistungsübertragung von der
Getriebeeingangswelle auf den mechanischen Getriebeteil über die
Durchkupplung bzw. die Wandlerüberbrückungskupplung und somit unter
Umgehung des hydrodynamischen Getriebeteiles erfolgt) bei relativ niedrigen
Geschwindigkeiten zu ermöglichen ohne Zugkraftverlust. Dadurch hat man
stufenlos gleichförmig stetige Zugkraftverläufe in den unteren Wandlergängen,
und in den oberen Gängen wirkt sich der kleine Stufensprung ebenfalls
kraftstoffsparend aus, da sich zu jedem Betriebspunkt unterhalb der
gesetzlichen Fahrgeschwindigkeit ein kraftstoffsparender Gang wählen läßt.
Die räumliche Anordnung des hydrodynamischen Retarders ermöglicht es, auf
einfache Art und Weise einen Getriebebaukasten zu schaffen, welcher jeweils
ein Grundgetriebe, umfassend ein hydrodynamisches Getriebeelement sowie
den mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler umfaßt und welcher mit
entsprechend ausgestalteten Nachschaltstufen kombiniert werden kann. Dabei
kann der hydrodynamische Retarder entweder Bestandteil des
Grundgetriebes oder aber des Getriebeteils, welches an das Grundgetriebe
anflanschbar ist und die Nachschaltstufe umfaßt, sein. Mit dem Grundgetriebe
für sich allein sind dabei wenigstens drei Schaltstufen realisierbar, während je
nach Auslegung der Nachschaltstufe weitere Gänge verwirklicht werden
können. Die Nachschaltstufe ist vorzugsweise als einfacher Planetenradsatz
ausgeführt, wobei diesem zur Realisierung der Gruppenfunktion
Schalteinrichtungen in Form von Brems- und/oder Kupplungseinrichtungen
zugeordnet sind. Die Nachschaltstufe bzw. wenigstens deren An- und
Abtriebselemente sind dabei immer koaxial zum Grundgetriebe angeordnet.
Aufgrund der Realisierung eines Baukastensystems aus Grundgetriebe und
Nachschaltsatz können die Baukosten für das Gesamtgetriebe gering
gehalten werden.
Die Nachschaltstufe dient im vorliegenden Fall der Aufsplittung der mit dem
Grundgetriebe realisierbaren drei Schaltstufen in zwei Teilstufen. Dies
bedeutet, daß die einzelnen aufeinander folgenden Gänge durch
wechselweise Betätigung der entsprechenden Schalteinrichtungen,
Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen an der Nachschaltstufe. Jeweils
zwei aufeinander folgende Gänge vom ersten Gang ausgehend betrachtet
zeichnen sich somit im wesentlichen durch Betätigung derselben
Schalteinrichtungen im Grundgetriebe aus.
Ein Beispiel einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführung ist im
einzelnen wie folgt aufgebaut:
Das hydrodynamische Getriebeelement umfaßt wenigstens ein Pumpenrad, ein Turbinenrad sowie eine Leitradeinrichtung, umfassend ein erstes Leitrad und ein zweites Leitrad. Das zweite Leitrad ist dabei über einen Freilauf mit dem Getriebegehäuse verbunden. Das erste Leitrad steht über eine sogenannte Leitradwelle mit dem mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandler in Triebverbindung. Der mechanische Drehzahl- /Drehmomentenwandler umfaßt wenigstens zwei Planetenradsätze, einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz jeweils ein Sonnenrad, ein Hohlrad, Planetenräder und einen Planetenträger aufweist. Die beiden Planetenradsätze - erster Planetenradsatz und zweiter Planetenradsatz - sind hinsichtlich eines Getriebeelementes miteinander drehfest gekoppelt. Vorzugsweise wird das erste Getriebeelement des ersten Planetenradsatzes, welches mit einem ersten Getriebeelement des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden ist, jeweils vom Planetenträger des zugehörigen Planetenradsatzes gebildet. Die beiden Sonnenräder der einzelnen Planetenradsätze, des ersten Planetenradsatzes und des zweiten Planetenradsatzes, bilden die Eingänge des mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandlers. Der erste Eingang, welcher mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes gekoppelt ist, ist über einen Freilauf mit dem ersten Leitrad des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist vorzugsweise mit der Turbinenradwelle, welche entweder über den hydrodynamischen Drehzahl- /Drehmomentenwandler oder die Überbrückungskupplung mit der Getriebeeingangswelle koppelbar ist. Der hydrodynamische Drehzahl- /Drehmomentenwandler ist derart im Getriebe angeordnet, daß dessen Statorschaufelrad am Getriebegehäuse feststellbar ist, während das Rotorschaufelrad vorzugsweise mit dem Abtrieb des mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandlers gekoppelt ist. Dieser Abtrieb wird von den miteinander gekoppelten Getriebeelementen der beiden Planetenradsätze gebildet, vorzugsweise im vorliegenden Fall der Kopplung der Planetenträger. Der Abtrieb des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers bildet den Eingang der mechanischen Nachschaltstufe und ist somit über die entsprechende Gangstufung mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt. Der hydrodynamische Retarder wird über die Nachschaltstufe an der Getriebeausgangswelle wirksam und übt somit die Funktion des Sekundärretarders aus. Durch die Nachschaltstufe erfährt das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders des weiteren eine Übersetzung. Über den gesamten Betriebsbereich ist der hydrodynamische Retarder, bezogen auf die Drehzahl der Abtriebswelle, jeweils mit zwei unterschiedlichen Übersetzungen betreibbar. Die auf diese Art und Weise erfolgende Kopplung des hydrodynamischen Retarders mit der Abtriebswelle ermöglicht es auch, einen Bremsvorgang im Normalbetrieb zu realisieren, wobei die zur Erzielung eines optimalen Bremsverhaltens durch Anpassung des Füllungsgrades an das zu erzeugende Bremsmoment erforderliche Änderung des Füllungsgrades des hydrodynamischen Retarders beispielsweise lediglich in der übernächsten Gangstufe erfolgen muß, d. h. es sind keine ständigen Füllungsgradregelungen beim Wechsel von einem Gang in den nächsten erforderlich. Um gangunabhängig gleiche Bremsmomente zu erzielen, muß die Füllung des Retarders bei Übersetzung der Nachschaltgruppe ins Schnelle größer sein, als bei der "Direktübersetzung" von 1,0. Je nach Rückschaltstrategie muß die Füllung angepaßt werden, wenn alle Gänge nacheinander zurückgeschaltet werden. Die Füllung muß nicht angepaßt werden, wenn nur zu jedem übernächsten Gang zurückgeschaltet wird. Die auf diese Art und Weise erfolgende Kopplung des hydrodynamischen Retarders mit der Abtriebswelle ermöglicht es, immer optimale Bremsvorgänge zu realisieren und ein optimales Bremsverhalten zu erzielen.
Das hydrodynamische Getriebeelement umfaßt wenigstens ein Pumpenrad, ein Turbinenrad sowie eine Leitradeinrichtung, umfassend ein erstes Leitrad und ein zweites Leitrad. Das zweite Leitrad ist dabei über einen Freilauf mit dem Getriebegehäuse verbunden. Das erste Leitrad steht über eine sogenannte Leitradwelle mit dem mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandler in Triebverbindung. Der mechanische Drehzahl- /Drehmomentenwandler umfaßt wenigstens zwei Planetenradsätze, einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz jeweils ein Sonnenrad, ein Hohlrad, Planetenräder und einen Planetenträger aufweist. Die beiden Planetenradsätze - erster Planetenradsatz und zweiter Planetenradsatz - sind hinsichtlich eines Getriebeelementes miteinander drehfest gekoppelt. Vorzugsweise wird das erste Getriebeelement des ersten Planetenradsatzes, welches mit einem ersten Getriebeelement des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden ist, jeweils vom Planetenträger des zugehörigen Planetenradsatzes gebildet. Die beiden Sonnenräder der einzelnen Planetenradsätze, des ersten Planetenradsatzes und des zweiten Planetenradsatzes, bilden die Eingänge des mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandlers. Der erste Eingang, welcher mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes gekoppelt ist, ist über einen Freilauf mit dem ersten Leitrad des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist vorzugsweise mit der Turbinenradwelle, welche entweder über den hydrodynamischen Drehzahl- /Drehmomentenwandler oder die Überbrückungskupplung mit der Getriebeeingangswelle koppelbar ist. Der hydrodynamische Drehzahl- /Drehmomentenwandler ist derart im Getriebe angeordnet, daß dessen Statorschaufelrad am Getriebegehäuse feststellbar ist, während das Rotorschaufelrad vorzugsweise mit dem Abtrieb des mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandlers gekoppelt ist. Dieser Abtrieb wird von den miteinander gekoppelten Getriebeelementen der beiden Planetenradsätze gebildet, vorzugsweise im vorliegenden Fall der Kopplung der Planetenträger. Der Abtrieb des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers bildet den Eingang der mechanischen Nachschaltstufe und ist somit über die entsprechende Gangstufung mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt. Der hydrodynamische Retarder wird über die Nachschaltstufe an der Getriebeausgangswelle wirksam und übt somit die Funktion des Sekundärretarders aus. Durch die Nachschaltstufe erfährt das Rotorschaufelrad des hydrodynamischen Retarders des weiteren eine Übersetzung. Über den gesamten Betriebsbereich ist der hydrodynamische Retarder, bezogen auf die Drehzahl der Abtriebswelle, jeweils mit zwei unterschiedlichen Übersetzungen betreibbar. Die auf diese Art und Weise erfolgende Kopplung des hydrodynamischen Retarders mit der Abtriebswelle ermöglicht es auch, einen Bremsvorgang im Normalbetrieb zu realisieren, wobei die zur Erzielung eines optimalen Bremsverhaltens durch Anpassung des Füllungsgrades an das zu erzeugende Bremsmoment erforderliche Änderung des Füllungsgrades des hydrodynamischen Retarders beispielsweise lediglich in der übernächsten Gangstufe erfolgen muß, d. h. es sind keine ständigen Füllungsgradregelungen beim Wechsel von einem Gang in den nächsten erforderlich. Um gangunabhängig gleiche Bremsmomente zu erzielen, muß die Füllung des Retarders bei Übersetzung der Nachschaltgruppe ins Schnelle größer sein, als bei der "Direktübersetzung" von 1,0. Je nach Rückschaltstrategie muß die Füllung angepaßt werden, wenn alle Gänge nacheinander zurückgeschaltet werden. Die Füllung muß nicht angepaßt werden, wenn nur zu jedem übernächsten Gang zurückgeschaltet wird. Die auf diese Art und Weise erfolgende Kopplung des hydrodynamischen Retarders mit der Abtriebswelle ermöglicht es, immer optimale Bremsvorgänge zu realisieren und ein optimales Bremsverhalten zu erzielen.
Zur Realisierung der einzelnen Gangstufen sind Schalteinrichtung in Form von
Bremseinrichtungen und Kupplungseinrichtungen vorgesehen, wobei diese
vorzugsweise in Lamellenbauart ausgeführt sind. Die einzelnen
Schalteinrichtungen sind entsprechend dem gewünschten einzulegenden
Gang und der dabei erhältlichen Übersetzung zu betätigen. Dazu ist
vorzugsweise eine Getriebesteuerung vorgesehen. Eine erste
Bremseinrichtung dient dabei der Feststellung der Leitradwelle und damit des
Sonnenrades des ersten Planetenradsatzes. Eine zweite Bremseinrichtung
dient der Feststellung des Hohlrades des ersten Planetenradsatzes und eine
dritte Bremseinrichtung der Feststellung des Hohlrades des zweiten
Planetenradsatzes des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers.
Eine weitere vierte Bremseinrichtung dient der Feststellung des Sonnenrades
der Nachschaltstufe. Ein erstes Kupplungselement dient der Realisierung der
drehfesten Verbindung des Sonnenrades des ersten Planetenradsatzes und
des Sonnenrades des zweiten Planetenradsatzes.
Bei Anordnung der Nachschaltstufe in Kraftflußrichtung von der
Getriebeeingangswelle zur Getriebeausgangswelle räumlich betrachtet vor
dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler besteht die Möglichkeit,
auf einfache Art und Weise Nebenabtriebe zu realisieren. Die bloße
Anordnung der mechanischen Nachschaltstufe vor dem mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler bildet eine erste Grundkonfiguration, welche
sich durch die Realisierung eines Mehrganggetriebes, insbesondere
Sechsganggetriebes bei gleichzeitiger Bauraumverkürzung, insbesondere bei
gleichbleibendem Bauraumbedarf gegenüber dem Grundgetriebe
auszeichnet. Die Nachschaltstufe ist vorzugsweise ebenfalls in Form eines
einfachen Planetenradgetriebes aufgebaut, wobei jedoch lediglich ein
Schaltelement in Form der vierten Bremseinrichtung vorzusehen ist, welche
der Feststellung des Sonnenrades dient. Ansonsten ist der Steg der
mechanischen Nachschaltstufe mit dem Steg der mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandlungseinrichtung gekoppelt. Dadurch ist es
möglich, drei der Gangstufen ohne Betätigung eines Schaltelementes an der
Nachschaltstufe zu realisieren, da der Steg der Nachschaltstufe mit der
gleichen Drehzahl wie der Ausgang der mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandlungseinrichtung dreht. Der Ausgang des
Nachschaltsatzes wird vom Hohlrad gebildet. Dieses steht mit weiteren
drehzahl-/drehmomentenübertragenden Elementen in Triebverbindung,
beispielsweise mit einem Stirnrad oder, je nach Ausgestaltung der
Verzahnung des Hohlrades, auch einem Kegelrad. Bei Auslegung des
Getriebes sind die dadurch sich ergebenden Übersetzungen mit
einzubeziehen. Es besteht des weiteren die Möglichkeit, zusätzlich zum
Hauptabtrieb, welcher parallel zur Getriebesymmetrieachse angeordnet ist,
Nebenabtriebe vorzusehen. Diese können beispielsweise an den Ausgang
des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers, d. h. vorzugsweise an
den Steg direkt angekoppelt werden. Der Nebenabtrieb kann dabei
gleichzeitig auch ein zweiter Hauptabtrieb sein, wodurch auf einfache Art und
Weise das Grundgetriebe zu einem allradantriebsfähigen Getriebe modifiziert
wird. In diesem Fall erfolgt der erste Hauptabtrieb über eine Welle parallel zur
Getriebesymmetrieachse, vorzugsweise über das Hohlrad der mechanischen
Nachschaltstufe, während der zweite Hauptabtrieb an den Ausgang, hier des
Steges des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers koppelbar ist
und vor diesem liegt. Die beiden Abtriebe sind in einem Winkel zueinander
angeordnet - der erste Abtrieb verläuft koaxial zur theoretischen
Getriebeachse, während der zweite Abtrieb senkrecht zu dieser Achse erfolgt,
wobei beide vorzugsweise als identische Planetenradsätze aufgebaut sind
und der den senkrechten Abtrieb vorzugsweise direkt über das Hohlrad
bildende Planetenradsatz vor dem mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandler angeordnet ist, daher ist es erforderlich,
insbesondere für den Allradantrieb, eine entsprechende
Drehzahl-/Drehmomentenwandlungseinrichtung vorzusehen, die es
ermöglicht, die beiden im Winkel zueinander angeordneten Abtriebe auf zwei
im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Antriebswellen zu
realisieren. In diesem Fall wird vorzugsweise eine Übertragungsstufe mittels
Kegelrädern realisiert.
Die erfindungsgemäße Ausführung ist nachfolgend anhand von Figuren
erläutert.
Fig. 1 verdeutlicht eine vorteilhafte Ausgestaltung eines
erfindungsgemäß gestalteten Getriebes;
Fig. 2 verdeutlicht ein Schaltschema zur Betätigung der einzelnen
Kupplungs- und/oder Bremseinrichtungen für die einzelnen
Getriebeelemente;
Fig. 3 verdeutlicht eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäß
gestalteten Getriebes mit integriertem Nachschaltsatz und
Anordnung des hydrodynamischen Retarders zwischen dem
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler und der
mechanischen Nachschaltstufe;
Fig. 4a verdeutlicht eine Ausführung eines erfindungsgemäß gestalteten
Getriebes mit integrierter Nachschaltstufe vor dem
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler mit Anordnung
des hydrodynamischen Retarders vor der Nachschaltstufe;
Fig. 4b verdeutlicht eine Ausführung eines erfindungsgemäß gestalteten
Getriebes mit Anordnung der mechanischen Nachschaltstufe vor
dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler und
Anordnung des hydrodynamischen Retarders zwischen der
mechanischen Nachschaltstufe und dem mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler;
Fig. 5a und 5b verdeutlichen Ausführungen entsprechend den Fig. 4a
und 4b mit zusätzlicher Eignung zum
geschwindigkeitsabhängigen Antrieb eines Nebenaggregates;
Fig. 6 verdeutlicht eine Ausführung entsprechend Fig. 5b zum Einsatz
bei Allradantrieben
Fig. 7 verdeutlicht eine Ausführung einer Getriebebaueinheit mit
hydrodynamischem Retarder vor dem mechanischen
Nachschaltsatz.
Die Fig. 1 verdeutlicht beispielhaft eine vorteilhafte Ausführung eines
erfindungsgemäß gestalteten hydrodynamisch-mechanischen
Verbundgetriebes 1. Das hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebe 1
umfaßt einen ersten hydrodynamischen Getriebeteil 2 in Form eines
hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 3 und einen zweiten
mechanischen Getriebeteil 4. Der mechanische Getriebeteil 4 umfaßt einen
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 und einen, diesem in
Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb nachgeschalteten Gruppensatz. Der
mechanische Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 ist als abgewandelter
Ravigneaux-Planetenradsatz ausgeführt. Dieser umfaßt einen ersten
Planetenradsatz 7 und einen zweiten Planetenradsatz 8, welche einen
gemeinsam genutzten Planetenradträger 9 aufweisen. Dieser stellt die
Kopplung zwischen einem Getriebeelement des ersten und des zweiten
Planetenradsatzes dar. Der erste Planetenradsatz 7 umfaßt ein Sonnenrad 7.1,
Planetenräder 7.2 und ein Hohlrad 7.3. Der zweite Planetenradsatz 8 umfaßt
ein Sonnenrad 8.1, Planetenräder 8.2 und ein Hohlrad 8.3.
Der Gruppensatz 6 umfaßt wenigstens einen Planetenradsatz 10, welcher ein
Sonnenrad 10.1, Planetenräder 10.2, ein Hohlrad 10.3 und einen Steg 10.4
aufweist.
Der hydrodynamisch-mechanische Drehzahl-/Drehmomentenwandler 3 umfaßt
ein Turbinenrad T, ein Pumpenrad P, ein erstes Leitrad L1 und ein zweites
Leitrad L2 und ist durch ein Gehäuse 11 abgedeckt. Das Pumpenrad P ist mit
einer Getriebeeingangswelle E, welche wenigstens mittelbar mit einer, dem
Antrieb dienenden Antriebsmaschine koppelbar ist, vorzugsweise mit einem
Schwungrad 12 einer Verbrennungskraftmaschine derart verbunden, daß die
Kraft vom Schwungrad 12 auf das Pumpenrad P übertragen wird. Das
Turbinenrad T ist mit einer Turbinenradwelle 13 drehfest verbunden. Um die
Vorteile der hydrodynamischen Drehmomentenübertragung mit
Überbrückungskupplung zu nutzen, welche im folgenden wären:
- - selbsttätige stufenlose Einstellung des Verhältnisses zwischen der An- und Abtriebsdrehzahl entsprechend der Belastung auf der Abtriebsseite
- - Zurverfügungstehen des maximalen Drehmomentes für einen Anfahrvorgang mit hoher Beschleunigung;
- - Möglichkeit der Wärmeabfuhr durch Fremd- oder Oberflächenkühlung
- - Trennung des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers vom Abtrieb, insbesondere vom Fahrzeug bei kleinen Antriebsdrehzahlen und Übertragung eines geringen Restmomentes, so daß ein Abwürgen der Antriebsmaschine von der Abtriebsseite her nicht möglich ist
- - verschleißfreie Leistungsübertragung
und gleichzeitig die Nachteile einer hydrodynamischen Leistungsübertragung,
welche im wesentlichen in einem oftmals nicht ausreichend erzielbaren
Wirkungsgrad besteht, um mit einem hydrodynamischen Getriebe allein
arbeiten zu können, da Verlustleistungsanteile, die sich aus Reibungs- und
Stoßverlusten zusammensetzen, die übertragbare Gesamtleistung vermindern
und die erzielten Wandlungsbereiche für den Fahrzeugeinsatz oft nicht
ausreichend sind, wird der hydrodynamische Drehzahl-
/Drehmomentenwandler
3
nur in den unteren Gangstufen, vorzugsweise nur
während des Anfahrvorganges, zur Leistungsübertragung genutzt. Zur
Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades wird daher der
hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentenwandler
3
aus der
Leistungsübertragung herausgenommen, vorzugsweise durch Überbrückung.
Zu diesem Zweck ist zwischen dem Turbinenrad T und dem Schwungrad
12
bzw. der Getriebeeingangswelle eine Überbrückungskupplung
14
angeordnet.
Das erste Leitrad L1 ist auf der Turbinenseite zwischen dem Turbinenrad T
und dem Pumpenrad P angeordnet und durch ein Lager reversibel gelagert.
Das erste Leitrad L1 ist mit einer ersten Leitradwelle 15 drehfest verbindbar,
wobei zwischen dem ersten Leitrad L1 und der Leitradwelle 15 ein Freilauf 16
vorgesehen ist, welcher derart ausgelegt wird, daß er ein Moment auf die
erste Leitradwelle 15 überträgt, wenn sich das erste Leitrad L1 in umgekehrter
Richtung, d. h. entgegengesetzter Drehrichtung, zum Turbinenrad T dreht und
welcher leerläuft, wenn das erste Leitrad L1 in normaler Richtung, d. h. in
gleicher Rotationsrichtung wie das Turbinenrad T rotiert. Das zweite Leitrad L2
ist zwischen dem Turbinenrad T und dem Pumpenrad P auf der Pumpenseite
angeordnet und über eine zweite Leitradwelle 17 mit dem Gehäuse 11
koppelbar. Zwischen dem zweiten Leitrad L2 und der zweiten Leitradwelle 17
ist ein zweiter Freilauf 18 angeordnet, mittels welchem das zweite Leitrad L2
mit der zweiten Leitradwelle 17 gekoppelt werden kann, jedoch nur dann,
wenn sich das zweite Leitrad L2 in entgegengesetzter Richtung zum
Turbinenrad T dreht.
Das Pumpenrad P ist mit einer Pumpenradwelle 19 drehfest verbunden,
welche über ein Lager im Gehäuse 11 drehbar gelagert ist.
Zur Realisierung der einzelnen Gangstufen und Auslegung der einzelnen
Gänge sind den einzelnen Elementen des hydrodynamisch-mechanischen
Verbundgetriebes 1 Schaltelemente zugeordnet. Zwischen dem
hydrodynamischen Getriebeteil 2 und dem mechanischen Getriebeteil 4 sind
eine erste Kupplungseinrichtung K1 und eine erste Bremseinrichtung B1
vorgesehen.
Das Turbinenrad T und die mit diesem drehfest koppelbare
Turbinenradwelle 13 ist mit dem Sonnenrad 8.1 des zweiten
Planetenradsatzes 8 des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5
gekoppelt. Vorzugsweise sind das Turbinenrad T und das Sonnenrad 8.1 des
zweiten Planetenradsatzes 8 auf einer gemeinsamen Welle, hier der
Turbinenradwelle 13, angeordnet. Die Turbinenradwelle 13 trägt dabei auch
die Kupplungsscheibe 20 der ersten Kupplung K1. Die erste Kupplung K1
weist des weiteren eine Kupplungsabdeckung 21 auf, welche mit der ersten
Leitradwelle 15 gekoppelt ist. Des weiteren ist das erste Leitrad L1 über die
erste Leitradwelle 15 mit dem Sonnenrad 7.1 des ersten Planetenradsatzes 7
des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5 verbindbar. Die
Kupplungsabdeckung 21 ist dabei vorzugsweise einstückig mit der ersten
Leitradwelle 15 verbunden. Die erste Leitradwelle 15 ist als Hohlwelle
ausgeführt, welche die Leitradwelle 13 in Umfangsrichtung umschließt.
Mit der Kupplungsabdeckung 21 der ersten Kupplung K1 ist ein vorzugsweise
scheibenförmiges Element 22 verbunden und bildet mit dieser eine bauliche
Einheit, an deren äußerem Umfangsbereich 23 die erste Bremseinrichtung B1
angreifen kann. Die erste Bremseinrichtung B1 dient dabei zum Festsetzen
des ersten Leitrades L1 über die Leitradwelle 15 und/oder des ersten
Sonnenrades 7.1 des ersten Planetenradsatzes 7 des mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5. Weitere Schaltelemente, hier die
Schaltelemente in Form von Bremseinrichtungen B2 und B3, sind den
einzelnen Planetenradsätzen 7 bzw. 8 des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 zugeordnet. Im dargestellten Fall ist das zweite
Bremselement B2 dem Hohlrad 7.3 des ersten Planetenradsatzes 7 und das
dritte Bremselement B3 dem Hohlrad 8.3 des zweiten Planetenradsatzes 8
des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5 zugeordnet. Die
Kopplung des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5 mit der
Getriebeeingangswelle E über den hydrodynamischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandler 3 bzw. dessen Überbrückung über die
Überbrückungskupplung 14 erfolgt dabei durch Kopplung des
Turbinenrades T bzw. der Turbinenradwelle 13 mit einem ersten
Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5 und
des ersten Leitrades L1 mit einem weiteren zweiten Getriebeelement des
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5. Als erstes
Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5
fungiert hier das Sonnenrad 8.1 des zweiten Planetenradsatzes 8. Als zweites
Getriebeelement fungiert das Sonnenrad 7.1 des ersten Planetenradsatzes 7.
Die mit den beiden Sonnenrädern 7.1 bzw. 8.1 gekoppelten Wellen, hier die
erste Leitradwelle 15 und die Turbinenradwelle 13, fungieren als
Eingangswellen des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5. Ein
weiteres drittes Getriebeelement ist über den Gruppensatz 6 mit der
Getriebeausgangswelle A verbunden. Als drittes Getriebeelement fungiert der
Planetenträger 9, welcher von beiden Planetenradsätzen 7 und 8 gemeinsam
genutzt wird. Das dritte Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 ist mit dem Eingang, welcher von einem ersten
Getriebeelement des Gruppensatzes 6 gebildet wird, verbunden.
Vorzugsweise wird diese Verbindung über eine drehfeste Kopplung vom
dritten Getriebeelement des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 und ersten Getriebeelement des Gruppensatzes 6
realisiert. Beide sind vorzugsweise auf einer gemeinsamen
Verbindungswelle 24 angeordnet. Das erste Getriebeelement des
Gruppensatzes 6 wird von dessen Planetenträger 10.4 gebildet. Ein zweites
Getriebeelement des Gruppensatzes 6 ist drehfest mit der
Getriebeausgangswelle A des hydrodynamisch-mechanischen
Verbundgetriebes 1 verbunden. Als zweites Getriebeelement fungiert im
dargestellten Fall das Hohlrad 10.3 des Planetenradsatzes 10 des
Gruppensatzes 6. Während der mechanische Drehzahl-
/Drehmomentenwandler 5 in Kombination mit dem hydrodynamischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler 3 der Realisierung von drei Gangstufen
dient, können durch Kombination des hydrodynamischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 3, des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 mit dem Gruppensatz 6 im dargestellten Fall
sechs Gangstufen realisiert werden. Zu diesem Zweck sind dem
Gruppensatz 6 jeweils eine weitere Kupplungseinrichtung, hier die zweite
Kupplungseinrichtung K2 und eine weitere Bremseinrichtung, hier die vierte
Bremseinrichtung B4, zugeordnet. Das vierte Bremselement dient dabei der
Feststellung des Sonnenrades 10.1 des Gruppensatzes 6. Die zweite
Kupplungseinrichtung K2 ermöglicht die starre Kopplung zwischen dem
Planetenträger 10.4 und dem Sonnenrad 10.1 des Planetenradsatzes 10 des
Gruppensatzes 6. Erfindungsgemäß ist neben dem Gruppensatz 6 im
Getriebe 1 ein hydrodynamischer Retarder 25 angeordnet. Dieser übernimmt
die Funktion eines Sekundärretarders, d. h. der Abbremsung der
Getriebeausgangswelle. Räumlich ist der hydrodynamische Retarder 25
jedoch vor dem Gruppensatz 6 in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb
betrachtet, angeordnet. Der hydrodynamische Retarder 25 ist somit im
hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetriebe 1 im Getriebegehäuse 11
integriert. Der hydrodynamische Retarder 25 umfaßt ein feststehendes
Statorschaufelrad 26, welches im dargestellten Fall gestellfest mit dem
Gehäuse 11 verbunden ist. Des weiteren weist der hydrodynamische
Retarder 25 ein Rotorschaufelrad 27 auf, welches mit dem Ausgang des
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5 und dem Eingang des
Gruppensatzes 6 gekoppelt ist. Dies bedeutet im dargestellten Fall, daß das
Rotorschaufelrad 27, der Planetenträger 9 sowie der Planetenträger 10.4
miteinander drehfest koppelbar sind, vorzugsweise auf einer gemeinsamen
Welle angeordnet sind. Diese ist hier mit 28 bezeichnet.
Die räumlich nahe Anordnung des hydrodynamischen Retarders 25 und des
hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 3 ermöglichen es, die
erforderlichen Bauelemente zur Betriebsmittelversorgung der
hydrodynamischen Bauteile ebenfalls räumlich nahe beieinander im Getriebe
1 anzuordnen. Die erforderlichen Betriebsmittelleitungen können dabei sehr
kurz ausgeführt werden, insbesondere können die gleichen
Betriebsmittelversorgungsleitungen sowohl für den hydrodynamischen
Retarder 25 als auch den hydrodynamischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandler 3 genutzt werden. In Analogie gilt diese Aussage
auch für die erforderlichen Kühlkreisläufe, welche den
Betriebsmittelversorgungskreisläufen unmittelbar zugeordnet sein können und
vorzugsweise über einen gemeinsamen Wärmetauscher miteinander
gekoppelt sind. Die konstruktive Ausführung des Getriebes mit im Getriebe
integriertem hydrodynamischen Retarder 25 in der Funktion als
Sekundärretarder und dem Gruppensatz ermöglicht eine kompakte
Getriebebauweise, welche vor allem auch zur Realisierung eines
Baukastensystems mit freier Winkelabtriebwahl geeignet ist.
Die einzelnen Elemente des Betriebsmittelversorgungssystems, beispielsweise
Betriebsmittelversorgungsleitungen, Zahnradpumpe, Steuerblöcke, Filter
können ebenfalls im Getriebegehäuse integriert werden. Die kurze
Leitungsführung hat des weiteren den Vorteil eines geringen
hydrodynamischen Strömungswiderstandes sowie der Verringerung der
Ansprechzeiten der hydrodynamischen Bauelemente, insbesondere des
hydrodynamischen Retarders 25 und des hydrodynamischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 3. Der energetische Wirkungsgrad bezüglich der
hydrodynamischen Komponenten kann dadurch erheblich vergrößert werden.
Die dargestellte konstruktive Ausführung des mechanisch-hydrodynamischen
Verbundgetriebes 1 stellt eine vorteilhafte Variante dar. Im einzelnen wird es
aufgrund der baukastenartigen Zusammenfügung möglich, ein Grundgetriebe,
umfassend den hydrodynamischen Getriebeteil 2 und den mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 des mechanischen Getriebeteils 4, mit
einem beliebigen Gruppensatz 6 zu kombinieren, indem der Gruppensatz 6
lediglich an den Ausgang des Grundgetriebes angefügt, insbesondere
angeflanscht, wird. Des weiteren bedarf es keines erheblichen zusätzlichen
Aufwandes, den hydrodynamischen Retarder 25 vor dem Gruppensatz,
vorzugsweise auch vor dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler
im Getriebegehäuse zu integrieren.
Die einzelnen Schalteinrichtungen K1, K2 sowie B1 bis B4 sind vorzugsweise
in Lamellenbauart ausgeführt. Andere Ausführungen sind jedoch ebenfalls
denkbar.
Die Fig. 2 verdeutlicht anhand eines Schaltschemas eine mögliche
Funktionsweise des in der Fig. 1 beschriebenen Getriebes.
In der ersten Gangstufe wird zunächst lediglich das dritte Bremselement B3
betätigt, während die anderen Bremselemente und Kupplungen im
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5, das zweite
Bremselement B2, das erste Bremselement B1 sowie das erste
Kupplungselement K1 nicht betätigt bzw. ausgerückt sind. Somit ist nur das
Hohlrad 8.3 des zweiten Planetenradsatzes am Gehäuse 11 festgestellt,
während die anderen Planetenradsätze des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 miteinander kämmen und eine Einheit bilden. Das
erste Leitrad L1 wirkt in dem durch den Betriebsmodus der ersten Gangstufe
gesteuerten Niedriggang-Geschwindigkeitsbereich reversierend über den
Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5 auf den Steg und verstärkt das
Abtriebsmoment. Im Gruppensatz 6 ist in dieser Gangstufe die erste
Kupplungseinrichtung K2 betätigt. Diese ermöglicht es, daß das Hohlrad 10.3
mit der gleichen Drehzahl wie der Steg 10.4 angetrieben wird, d. h. im
Ergebnis eine Übersetzung im Gruppenschaltsatz von 1 erzielt wird. Die
Umschaltung in die zweite Gangstufe erfolgt durch Lösen der zweiten
Kupplungseinrichtung K2 und Betätigung der vierten Bremseinrichtung B4.
Falls ohne Lock-up-Kupplung gefahren wird, ergeben sich wie im 1. Gang
sehr hohe Zugkräfte, da das Leitraddrehmoment L1 sich als Antriebsmoment
über den Steg des Planetenradsatzes abstützt. Bei Ansteigen des
Geschwindigkeitsverhältnisses wird durch eine automatische Steuerung auf
die dritte Gangstufe umgeschalten. In diesem Fall wird das dritte
Bremselement außer Betrieb genommen und das erste Bremselement B1
betätigt. Des weiteren sind die erste Kupplungseinrichtung K1 sowie das
vierte Bremselement B4 außer Betrieb und die zweite
Kupplungseinrichtung K2 betätigt. Die erste Leitradwelle 15 sowie das
Sonnenrad 7.1 des ersten Planetenradsatzes des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 werden somit gegenüber dem Gehäuse 11
festgestellt. Die Drehmomente des hydrodynamischen Drehmomenten-
/Drehzahlwandlers 3 entwickeln somit höhere Zugkräfte im 1. und 2. Gang,
wenn die Lock-up-Kupplung (Durchkupplung bzw.
Wandlerüberbrückungskupplung) nicht eingeschaltet ist. Im 1. und 2. Gang
wird das Reaktionsmoment des Leitrades L1 über den Planetenradsatz so
abgestützt, daß es als Antriebsmoment mit auf den Steg wirkt. Die
Leistungsübertragung vom mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5
erfolgt durch weitere Drehzahl-/Drehmomentenwandlung über den
Gruppensatz 6 auf die Abtriebswelle A des mechanischen-hydrodynamischen
Verbundgetriebes 1. Die Umschaltung in die vierte Gangstufe erfolgt durch
Lösen der vierten Bremseinrichtung B4 und Betätigung der zweiten
Kupplungseinrichtung K2. Die Schalteinrichtungen im Grundgetriebe bleiben
analog wie in der dritten Gangstufe betätigt. Bei weiterer Vergrößerung des
Geschwindigkeitsverhältnisses wird in die fünfte Gangstufe gewechselt. In der
fünften Gangstufe sind dabei jeweils nur die erste Kupplungseinrichtung und
die zweite Kupplungseinrichtung K1 bzw. K2 betätigt. Die Turbinenradwelle 13
dreht sich in diesem Fall analog in der gleichen Richtung wie die erste
Leitradwelle 15. In der sechsten Gangstufe sind die zweite
Kupplungseinrichtung K2 gelöst und die vierte Bremseinrichtung B4 betätigt.
Die Leistung wird in Gang 6 direkt von der Getriebeeingangswelle E auf die
Turbinenradwelle 13 und damit auf den mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandler 5 übertragen.
In der Regel erfolgt bei Vergrößerung des Geschwindigkeitsverhältnisses die
Überbrückung des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 3
mittels der Überbrückungskupplung 14. Die Leistung wird dann direkt von der
Getriebeeingangswelle E auf die Turbinenradwelle 13 und damit auf den
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 übertragen. Der
hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentenwandler kommt somit nur im 1.
und 2. Gang zum Einsatz.
Die drei Grundgangstufen werden somit durch den Gruppensatz 6 in jeweils
zwei Teilgangstufen aufgesplittet, so daß letztendlich ein Mehrganggetriebe
entsteht, im dargestellten Fall ein Sechsganggetriebe. Im einzelnen wird dies
durch die wechselweise Betätigung der Schalteinrichtungen am
Gruppensatz 6 realisiert. In der jeweils ersten der beiden Teilgangstufen wird
die vom mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 an dessen
Abtriebswelle anliegende Leistung mit einem Übersetzungsverhältnis von 1
auf die Getriebeausgangswelle A übertragen. In der zweiten Teilgangstufe,
welche jeweils auf die erste Teilgangsstufe folgt, erfolgt eine Übersetzung von
der an dem Ausgang des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5
anliegenden Drehzahl über den Gruppensatz 6 ins Schnelle.
Der hydrodynamische Retarder 25, welcher mit der Ausgangswelle A des
Getriebes 1 über den Gruppensatz 6 verbunden ist, braucht somit hinsichtlich
seines Füllungsgrades auch nur bei jeder zweiten Schaltung angepaßt
werden. Dies bedeutet, daß lediglich beim jeweils übernächsten Gang der
Füllungsgrad nachgeregelt werden muß. Um gangunabhängig gleiche
Bremsmomente zu erzielen, muß die Füllung des Retarders bei Übersetzung
der Nachschaltgruppe ins Schnelle größer sein, als bei der
"Direktübersetzung" von 1,0. Je nach Rückschaltstrategie muß die Füllung
angepaßt werden, wenn alle Gänge nacheinander zurückgeschaltet werden.
Die Füllung muß jedoch nicht angepaßt werden, wenn nur zu jedem
übernächsten Gang zurückgeschaltet wird.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführung eines mechanisch-
hydrodynamischen Verbundgetriebes 1 stellt eine vorteilhafte Ausführung
beispielhaft dar. Die Anordnung bzw. Auslegung des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers und/oder des Gruppensatzes 6 kann jedoch auch in
anderer Weise erfolgen.
Die Fig. 3 verdeutlicht eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäß
gestalteten mechanisch-hydrodynamischen Verbundgetriebes 1, hier 1.3,
umfassend einen hydrodynamischen Getriebeteil 3 und einen mechanischen
Getriebeteil 4, wobei der mechanische Getriebeteil 4 neben dem
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler noch einen sogenannten
Gruppensatz aufweist. Der Grundaufbau des hydrodynamischen
Getriebeteils 2 und des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5
entspricht dem in der Fig. 1 beschriebenen, für gleiche Elemente werden
daher die gleichen Bezugszeichen verwendet. In Analogie ist auch die
Kopplung zwischen dem hydrodynamischen Getriebeteil 2 und dem
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 des mechanischen
Getriebeteils 4 in gleicher Weise ausgestaltet. Auch hier ist dem
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 ein Gruppensatz 6
nachgeschaltet. Der Ausgang des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 bildet dabei ebenfalls den Eingang des
Gruppensatzes 6. Die Funktionsweise des Getriebes 1.3 unterscheidet sich
nicht von der Funktionsweise des in der Fig. 1 beschriebenen Getriebes 1.
Erfindungsgemäß ist jedoch hier der hydrodynamische Retarder 25.3 dem als
Nachschaltgruppe ausgebildeten Gruppensatz 6 räumlich vorgeordnet, jedoch
räumlich dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5
nachgeordnet. Auch hier ist das Statorschaufelrad 26.3 am Gehäuse 11 des
Getriebes 1.3 festgestellt. Das Rotorschaufelrad 27.3 ist mit der Kopplung
zwischen dem Ausgang des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 und dem Eingang des Gruppensatzes 6, der
Verbindungswelle 24 bzw. jeweils dem Steg 9 bzw. 10.4 gekoppelt. Das
Gesamtgetriebe verlängert sich somit lediglich um die Anordnung des
hydrodynamischen Retarders 25.3 gegenüber der im Stand der Technik
beschriebenen 3-Gang-Getriebeanordnung, während gegenüber der in der
Fig. 1 vorgeschlagenen Lösung die Gesamtgetriebelänge unverändert
bestehen bleibt. Auch hier besteht aufgrund der sehr kompakten
Ausführungsweise die Möglichkeit, das Gesamtgetriebe 1.3 in Form eines
Baukastens, welcher aus einzelnen Getriebeelementen zusammengesetzt
wird, auszuführen. Dabei kann der hydrodynamische Retarder 25.3
Bestandteil des räumlichen Teilbereiches des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 oder aber des Nachschaltsatzes 6 sein.
Vorzugsweise wird das Getriebeelement derart angeboten, daß der
hydrodynamische Retarder Bestandteil des Bereiches des Getriebes 1.3 ist,
welcher durch den mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5
bestimmt werden kann. An dieses Grundgetriebe können dann
Nachschaltgruppen in unterschiedlichster Ausführung auf einfache Art und
Weise angeflanscht werden. Somit ist es möglich, aus einem einfachen
Dreiganggetriebe, welches durch die Kopplung des hydrodynamischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 3 mit dem mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandler 5 bestimmt ist, ein Mehrganggetriebe, vorzugsweise
ein Sechsganggetriebe, zu entwickeln. Je nach Einsatzerfordernis kann somit
ein voll funktionsfähiges Grundgetriebe mit drei Gängen und integrierter
Bremsfunktion im Getriebe mittels des hydrodynamischen Retarders als
Dreiganggetriebe oder aber durch Nachrüstung mit einem Nachschaltsatz in
Form eines Gruppensatzes zu einem Mehrganggetriebe auf einfache Art und
Weise aufgerüstet werden.
Die Fig. 4a und 4b verdeutlichen eine weitere erfindungsgemäße
Modifikation eines Grundgetriebes, umfassend einen hydrodynamischen
Getriebeteil 2 in Form eines hydrodynamischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 3 sowie einen mechanischen Getriebeteil 4 mit
einem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5. Das Getriebe ist
hier mit 1.4 bezeichnet. Der Grundaufbau und die Funktion entspricht der in
den Fig. 1, 2 und 3 beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente auch
die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist der
Nachschaltsatz, d. h. der Gruppensatz 6, hier mit 6.4a bzw. 6.4b bezeichnet,
koaxial zum Grundgetriebe angeordnet. Der Nachschaltsatz bzw. die
Nachschaltstufe ist, bezogen auf die Anordnung von Getriebeeingangswelle E
und Getriebeausgangswelle A, vor dem mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler angeordnet. Diesem sind die gleichen
Schalteinrichtungen wie in den vorher beschriebenen Getriebebaueinheiten
zugeordnet, d. h. ein viertes Bremselement B4 und ein zweites
Kupplungselement K2. Der Nachschaltsatz 6 ist ebenfalls als Planetenradsatz
ausgeführt. Für den hydrodynamischen Retarder 25.4, hier mit 25.4a
bezeichnet, ergeben sich hinsichtlich seiner Anordnung zwei Möglichkeiten.
Eine erste Möglichkeit besteht darin, wie in der Fig. 4a auch dargestellt,
diesen räumlich vor dem Nachschaltsatz 6.4a anzuordnen. Eine weitere zweite
Möglichkeit besteht darin, wie in der Fig. 4b dargestellt, den
hydrodynamischen Retarder 25.4b zwischen dem mechanischen
Nachschaltsatz 6.4b und dem mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 anzuordnen. Die Getriebeausgangswelle A
ist im dargestellten Fall nicht koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnet,
sondern parallel. Der Abtrieb, d. h. der Getriebeausgang wird vom Hohlrad der
Nachschaltstufe bzw. einem, mit diesem kämmenden Zahnrad 30 oder
anderen Übertragungseinrichtungen gebildet. Der Hauptabtrieb liegt somit
parallel zu einer theoretisch gedachten Getriebesymmetrieachse. Zusätzlich
besteht die Möglichkeit, den Abtrieb des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers 5 zum Antrieb für Nebenaggregate zu nutzen,
beispielsweise durch Koppelung des Steges der Planetenradsätze 7.4a bzw.
8.4a mit einer Nebenabtriebswelle A-Neben.
Die Fig. 5a verdeutlicht eine Ausführung entsprechend der Fig. 4a mit
zusätzlich vorgesehener Antriebsmöglichkeit für ein Nebenaggregat. Der
Nebenabtrieb A-Neben ist dabei mit dem Ausgang des mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandlers und somit dem Eingang der mechanischen
Nachschaltstufe 6 gekoppelt.
Die Fig. 5b verdeutlicht eine Ausführung entsprechend der Fig. 4b für ein
6-Gang-Getriebe, wobei der hydrodynamische Retarder 25.4b zwischen der
Nachschaltstufe 6 und dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler
5 angeordnet ist. Auch in diesem Fall ist die mechanische Nachschaltstufe 6
vor dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler räumlich, von der
Getriebeeingangswelle E zur Getriebeausgangswelle A betrachtet,
angeordnet. Auch diese Ausführung stellt, wie die Ausführung in der Fig. 4a,
eine sehr kompakte Getriebebaueinheit 1.4b dar. Der Hauptabtrieb A erfolgt
über den Getriebeausgang, welcher hier von dem Hohlrad 10.3 des
Nachschaltsatzes 6.4b gebildet wird.
Die Fig. 4 und 5 verdeutlichen eine vorteilhafte Anbindung des
Nachschaltsatzes 6 an den mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler,
wobei die Gestaltung der Getriebebaueinheit nicht auf diese Anbindung, d. h.
die Kopplung der Stege 10.4 bzw. 9 des Nachschaltsatzes 6 bzw. des
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers 5, beschränkt ist. Andere
Anbindungsmöglichkeiten sind ebenfalls denkbar.
Es besteht zur Realisierung von Nebenabtrieben auch die hier im Einzelnen
nicht dargestellte Möglichkeit der Anordnung des Nachschaltsatzes 6 in
Kraftflußrichtung von der Getriebeeingangswelle zur Getriebeausgangswelle
betrachtet hinter dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5, d. h
eine Anordnung entsprechend Fig. 1. Der Nebenabtrieb kann dann durch
Vorsehen eines weiteren Planetenradsatzes in Kraftflußrichtung vor dem
mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler 5 und koaxial zu diesem
realisiert werden, wobei wenigstens ein Element des Planetenradsatzes mit
dem Abtrieb des mechanischen Drehzahl-/Dremomentenwandlers gekoppelt
ist. Der Planetenradsatz wird dann entsprechend dem Nachschaltsatz in den
Fig. 5a bzw. 5b angeordnet. Vorzugsweise erfolgt diese Koppelung durch
Verbindung der Stege. Dem Planetenradsatz ist dann lediglich eine
Bremseinrichtung in geeigneter Weise zuzuordnen, so daß das Hohlrad des
Planetenradsatzes den Nebenabtrieb bildet.
Die Fig. 6 verdeutlicht beispielhaft anhand einer Ausführung entsprechend
der Fig. 5b mit Anbindung eines Nebenabtriebes zur Eignung der
Gesamtgetriebebaueinheit als permanenter oder zuschaltbarer Allradantrieb.
Dabei wird der Nebenabtrieb A-Neben an eine weitere zweite Nachschaltstufe
32 angebunden, welche vorzugsweise als einfacher Planetenradsatz analog
zur Nachschaltstufe 6 ausgeführt ist. Der Planetenradsatz ist mit 34
bezeichnet und umfaßt wenigstens ein Sonnenrad 34.1, Planetenräder 34.2,
einen Steg 34.4 und ein Hohlrad 34.3. Der Eingang dieses Nachschaltsatzes
32 wird vom Steg 34.4 gebildet. Dies bedeutet, daß dieser wenigstens
mittelbar mit dem Nebenabtrieb bzw. der Nebenabtriebswelle A-Neben in
Triebverbindung steht. Vorzugsweise ist die Nachschaltstufe 32 identisch zum
Nachschaltsatz 6 ausgeführt, so daß eine gleichmäßige Leistungsaufsteilung
auf beide Nachschaltstufen ermöglichbar ist, bzw. unter Berücksichtigung der
Übertragungselemente hinsichtlich der auf die Achsen bzw. Räder des
Fahrzeuges zu übertragenden Leistung identisch ausgelegt. Des weiteren sind
dem Nachschaltsatz 32 die Schalteinrichtungen - eine Bremseinrichtung B5
und eine weitere Kupplungseinrichtung K3 - zugeordnet. Die Zuordnung
erfolgt zu den einzelnen Getriebelementen des Nachschaltsatzes 32 in
analoger Weise zum Nachschaltsatz 6. Dies bedeutet, daß das weitere fünfte
Bremselement dem Sonnenrad 34.1 zugeordnet ist, während das weitere
dritte Kupplungselement K3 eine Kopplung zwischen Planetenträger und
Sonnenrad ermöglicht. Die beiden Ausgänge der Nachschaltstufen 6 und 32
werden hier jeweils vom Hohlrad gebildet. Dabei zeichnet sich die
Nachschaltstufe 32 durch die Möglichkeit einer koaxialen Anordnung des
Ausganges A1 zur Getriebeeingangswelle E aus. Der Ausgang A am
Nachschaltsatz 6 ist parallel zur Getriebeeingangswelle angeordnet.
Die Fig. 6 verdeutlicht beispielhaft eine mögliche Ausführung mit
Nebenabtrieb zur Eignung für einen Allradantrieb. Entsprechend dem
Fahrzeugtyp und der Anordnung des Fahrzeugmotors zum Getriebe wird
dieses entweder längs oder quer zur Fahrtrichtung eingebaut, so daß
aufgrund der winkligen Anordnung zueinander die einzelnen Abtriebe derart
gestaltet werden müssen, daß diese einen Antrieb von zueinander parallel
angeordneten Antriebselementen, vorzugsweise Achsen bilden. Dies wird auf
einfache Art und Weise dadurch realisiert, daß eines der Hohlräder der beiden
Nachschaltsätze mit einer Schrägverzahnung ausgeführt ist und mit einem
Kegelrad kämmt. Es besteht theoretisch auch die Möglichkeit, den
Nebenabtrieb 32 bzw. die mit diesem gekoppelten Antriebselemente zu- und
abschaltbar zu gestalten. Dies geschieht auf einfache Art und Weise durch ein
hier im einzelnen nicht dargestelltes Kupplungselement, welches eine
Unterbrechung des Kraftflusses vom Nebenabtrieb 32 zu den mit diesem
gekoppelten Getriebeelementen ermöglicht.
Die in den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungen stellen vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäß ausgeführten hydrodynamisch
mechanischen Verbundgetriebes dar. Vorzugsweise ist das Getriebe als
Mehrganggetriebe, umfassend sechs Gangstufen, ausgeführt. Denkbar ist
jedoch auch, die Anordnung des hydrodynamischen Retarders in analoger
Weise im Grundgetriebe, welches der Realisierung von drei Gangstufen dient.
Dies gilt in Analogie auch für die Modifikationen entsprechend den Fig. 5
und 6.
Die Fig. 7 verdeutlicht eine weitere Modifikation der Ausführungen
entsprechend der Fig. 1 bis 4 eines mechanisch-hydrodynamischen
Verbundgetriebes 1.7. Der Grundaufbau entspricht dabei im wesentlichen
dem in der Fig. 3 beschriebenen, wobei jedoch die Anbindung des
hydrodynamischen Retarders 25.7 gegenüber der in der Fig. 3
unterschiedlich ausgeführt ist. Im dargestellten Fall ist das
Rotorschaufelrad 27.7 des hydrodynamischen Retarders 25.7 direkt an die
Abtriebswelle A bzw. das Hohlrad 10.3 des Nachschaltsatzes 6 gekoppelt.
Claims (33)
1. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe
- 1.1 mit einer Getriebeeingangswelle (E) und einer Getriebeausgangswelle (A);
- 1.2 mit einem hydrodynamischen Getriebeteil (2) und einem mechanischen Getriebeteil (4), umfassend wenigstens eine Drehzahl- /Drehmomentenwandlungseinrichtung (5);
- 1.3 der Abtrieb des mechanischen Getriebeteiles (4) steht wenigstens mittelbar mit der Getriebeausgangswelle (A) in Triebverbindung; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 1.4 mit einem hydrodynamischen Retarder (25), umfassend einen Stator (26) und ein Rotorschaufelrad (27);
- 1.5 der hydrodynamische Retarder (25) ist im Getriebegehäuse (11) integriert und räumlich dem Ausgang (A) des mechanischen Getriebteiles (4) bezogen auf die Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb vorgeordnet;
- 1.6 das Rotorschaufelrad (27) des hydrodynamischen Retarders (25) ist mit der Abtriebswelle (9) des mechanischen Getriebeteiles (4) koppelbar.
2. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 2.1 der mechanische Getriebeteil (4) umfaßt wenigstens einen mechanischen Nachschaltsatz (6, 32);
- 2.2 der Abtrieb (9) des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers (5) ist mit dem mechanischen Nachschaltsatz (6, 32) gekoppelt.
3. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
hydrodynamische Retarder (25) räumlich bezogen auf die
Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb vor dem mechanischen
Nachschaltsatz (6, 32) angeordnet ist.
4. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Kraftflußrichtung im
Traktionsbetrieb betrachtet der hydrodynamische Retarder (25)
räumlich vor dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler (5)
angeordnet ist.
5. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische
Retarder (25) in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet
räumlich hinter dem mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandler
(5) angeordnet ist.
6. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 6.1 der mechanische Drehzahl-/Drehmomentenwandler (5) ist als Planetenradsatzeinheit ausgeführt, umfassend wenigstens einen ersten Planetenradsatz (7) und einen zweiten Planetenradsatz (8);
- 6.2 die Planetenradsätze sind derart ausgeführt und angeordnet, daß diese eine Verbindung zwischen der Abtriebswelle des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers und dem Eingang des mechanischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet bilden.
7. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Anspruch 6, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 7.1 der erste Planetenradsatz (7) ist räumlich in Kraftflußrichtung im Traktionsbetrieb betrachtet vor dem zweiten Planetenradsatz (8) angeordnet;
- 7.2 mit einer Kopplung zwischen einem ersten Getriebeelement des ersten Planetenradsatzes und einem ersten Getriebeelement des zweiten Planetenradsatzes;
- 7.3 die Kopplung ist mit dem Abtrieb des mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandlers verbunden.
8. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Getriebeelement des ersten
Planetenradsatzes und das erste Getriebeelement des zweiten
Planetenradsatzes jeweils vom Steg (9) der Planetenradsätze (7, 8)
gebildet wird.
9. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
- 9.1 mit Mitteln zur wenigstens mittelbaren Kopplung eines weiteren zweiten Elementes des ersten Planetenradsatzes (7) und eines weiteren zweiten Elementes des zweiten Planetenradsatzes (8) mit der Getriebeeingangswelle (E).
10. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das weitere zweite Getriebeelement des
ersten Planetenradsatzes mit einem Leitrad (L1) des hydrodynamischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandlers (3) in Triebverbindung steht;
- 10.1 es sind Mittel vorhanden zur wahlweisen Koppelung des zweiten Elementes des zweiten Planetenradsatzes an das Turbinenrad (T) und/oder der Getriebeeingangswelle (E).
11. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur wahlweisen Koppelung
eine schaltbare Kupplungseinrichtung (14) ist.
12. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Getriebeelement des ersten Planetenradsatzes (7) vom Sonnenrad (7.1)
des ersten Planetenradsatzes (7) und das zweite Element des zweiten
Planetenradsatzes (8) vom Sonnenrad (8.1) des zweiten
Planetenradsatzes (8) gebildet wird.
13. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leitrad
(L1) über einen Freilauf (16) mit dem Sonnenrad (7.1) des ersten
Planetenradsatzes (7) des mechanischen Drehzahl-
/Drehmomentenwandlers (5) gekoppelt ist.
14. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Leitrad
(L2) des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentenwandlers (3) über
einen Freilauf (18) mit dem Getriebegehäuse (11) gekoppelt ist.
15. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem mechanischen
Drehzahl-/Drehmomentenwandler (5) eine Vielzahl von
Schalteinrichtungen (B1, B2, B3, K1) in Form von Kupplungen
und/oder Bremseinrichtungen zugeordnet sind.
16. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (7.1) des ersten
Planetenradsatzes mittels einer ersten Bremseinrichtung (B1)
feststellbar ist.
17. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes
Element (7.3) des ersten Planetenradsatzes (7) mittels einer zweiten
Bremseinrichtung (B2) festsetzbar ist.
18. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes
Getriebeelement (8.3) des zweiten Planetenradsatzes (8) mittels einer
dritten Bremseinrichtung (B3) feststellbar ist.
19. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen
sind, welche eine Kopplung des zweiten Getriebeelementes (7.1) des
ersten Planetenradsatzes (7) und des zweiten Getriebeelementes (8.1)
des zweiten Planetenradsatzes (8) und damit der ersten Leitradwelle
(L1) mit der Turbinenradwelle (13) ermöglichen.
20. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine Kupplungseinrichtung
(K1) ist.
21. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die als
Bremseinrichtungen (B1, B2, B3, B4) und/oder Kupplungseinrichtungen
(K1, K2) ausgeführten Schaltelemente in Lamellenbauart ausgeführt
sind.
22. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachschaltsatz
(6, 32) wenigstens einen Planetenradsatz (10, 34), umfassend ein
Sonnenrad (10.1, 34.1), ein Hohlrad (10.3, 34.3), Planetenräder (10.2,
34.2) und einen Planetenträger (10.4, 34.4) umfaßt.
23. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang jedes Planetenradsatzes
vom Planetenträger (10.4, 34.4) des Planetenradsatzes (10, 34) gebildet
wird.
24. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb vom
Planetenradsatz (10, 34) vom Hohlrad (10.3, 34.3) des
Planetenradsatzes (10, 34) gebildet wird.
25. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 22 bis 24, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 25.1 dem Planetenradsatz (10, 34) ist eine weitere vierte Bremseinrichtung (B4) und eine weitere zweite Kupplungseinrichtung (K2) zugeordnet;
- 25.2 die vierte Bremseinrichtung (B4) ist mit dem Sonnenrad (10.1, 34.1) des Planetenradsatzes (10, 34) koppelbar;
- 25.3 die zweite Kupplungseinrichtung (K2) dient der Kopplung des Sonnenrades (10.1, 34.1) mit dem Planetenträger (10.4, 33.4) des Planetenradsatzes (10, 34).
26. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 2 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb (10.3,
34.3) des Nachschaltsatzes (6, 33) mit einer weiteren Drehzahl-
/Drehmomentenwandlungseinrichtung gekoppelt ist.
27. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Drehzahl-
/Drehmomentenwandlungseinrichtung einen ersten Abtrieb aufweist,
welcher mit einem anzutreibenden Nebenaggregat koppelbar ist.
28. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 27, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 28.1 mit einem Betriebsmittelversorgungssystem für den hydrodynamischen Retarder und den hydrodynamischen Getriebeteil;
- 28.2 mit Mitteln zur Betriebsmittelversorgung des hydrodynamischen Retarders und/oder des hydrodynamischen Getriebeelementes aus dem Betriebsmittelversorgungssystem.
29. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsmittelversorgungssystem im
Getriebegehäuse (11) integriert ist.
30. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische
Drehzahl-/Drehmomentenwandler (5) und die Nachschaltgruppe (6, 34)
derart ausgelegt sind, daß zwischen den einzelnen Gangstufen im
wesentlichen konstante Stufensprünge erzielt werden und dieser vom
ersten in den zweiten Gang einen Wert von < = 1,45 einnimmt.
31. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 30, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 31.1 das Getriebe ist räumlich in zwei Getriebeteile unterteilbar - einen ersten Getriebeteil und einen zweiten Getriebeteil;
- 31.2 der erste Getriebeteil ist als Grundgetriebe ausgeführt und umfaßt den hydrodynamischen Getriebeteil (2) und den mechanischen Drehzahl- /Drehmomentenwandler (5) des mechanischen Getriebeteils (4);
- 31.3 der zweite Getriebeteil ist koaxial zum Grundgetriebe anordenbar und umfaßt den Nachschaltsatz (6, 32).
32. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder (25) im
Grundgetriebe integriert ist.
33. Hydrodynamisch-mechanisches Verbundgetriebe nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Retarder im
zweiten Getriebeteil integriert ist.
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