DE3134259A1

DE3134259A1 - Lastschaltgetriebe mit retarder

Info

Publication number: DE3134259A1
Application number: DE19813134259
Authority: DE
Inventors: Ernst 7922 Herbrechtingen Elsner
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1981-08-29
Filing date: 1981-08-29
Publication date: 1983-03-17
Also published as: SE8204883D0; FR2512153B1; FR2512153A1; IT1152276B; SE8204883L; SE446216B; IT8222159A0; DE3134259C2; GB2107007A; US4497219A; GB2107007B

Description

G 3850 Voith Getriebe KG

Kennwort: "Zentraler Retarder" Heidenheim

Lastschaltgetriebe mit Retarder

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Lastschaltgetriebe mit Retarder, insbesondere für Fahrzeuge, im einzelnen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Danach handelt es sich um ein unter Last schaltbares Planetengetriebe. Im allgemeinen ist zwischen der Antriebsmaschine des Fahrzeuges und dem vorgenannten Getriebe ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit überbrückungskupplung angeordnet» um das Anfahren aus dem Stand, zu erleichtern. Der Retarder ist im allgemeinen eine hydrodynamische Bremse.

Stand der Technik:

In Betracht gezogene Druckschriften:

1. DE-AS 26 56 669

2. VDI-Zeitschrift 1969, Seiten 333-338

3. DE-PS 20 21 543

4. 6B-PS 1 501 505; Fig. 9 (= US-PS 4 077 502)

5. DE-OS 25 21 831

6. Automobiltechnische Zeitschrift 1967, Seiten 149-152

Bei dem aus der Druckschrift 1 bekannten Getriebe ist der Retarder-Rotor ständig an die Antriebswelle des Getriebes gekoppelt. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Retarder-Rotor bei jeder Gangschaltung den Drehzahlsprung der Antriebsmaschine mitmachen muß. Dies führt zumindest bei den Schaltungen zwischen den unteren Gängen zu unangenehmen Schaltstößen, zu deren Beseitigung komplizierte Steuerungen erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß während des hydrodynamischen Bremsbetriebs die an einer Gangschaltung beteiligten Schaltelemente (Kupplungen oder Bremsen) durch das Retarder-Bremsmoment belastet werden.

Die vörbeschriebenen Nachteile werden bei einer Anordnung gemäß Druckschrift 2 vermieden. Dort ist der Retarder-Rdtof dauernd an die Abtriebswelle des Getriebes gekoppelt. Deshalb ist ein solcher Retarder beim Gangschalten stufensprungfrei; er muß aber größer dimensioniert werden als ein Retarder gemäß Druckschrift 1, da die Retarder Rotordrehzahl bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten gering ist und das Retarder-Bremsmoment dementsprechend absinkt. Dem kann zwar mit Hilfe eines zusätzlichen Hochganggetriebes begegnet werden. Jedoch erhöht dieses die Herstellungskosten beträchtlich.

Auch bei dem Getriebe gemäß Druckschrift 3 ist die Höhe des hydrodynamischen Bremsmoments im Bereich kleiner Fahrgeschwindigkeiten unbefriedigend. Bei diesem Getriebe wird anstelle eines Retarders der hydrodynamische Drehmomentwandler zum 3remsen benutzt. Es ist zwar auch ein Getriebe bekannt (Druckschrift 4), bei dem der Wandler bis zum Stillstand hin bremsen kann. Jedoch ist es dort beim Bremsen stets erforderlich, daß die Antriebsmaschine eine gewisse Leistung in das Getriebe einspeist.

Aufgafeifislel lung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein unter Last schaltbares Getriebe mit integriertem Retarder anzugeben* dessen Retarder bei Gangschaltungen zwischen zwei benachbarten., vorzugsweise unteren Gängen ohne Drehzahlsprung arbeiten kann und trotz kleiner Abmessungen auch noch bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten ein ausreichendes Bremsmoment abgibt. Zugleich sollen die Schaltelemente (Kupplungen oder Bremsen) beim Gangschalten möglichst wenig beansprucht werden.

Erfindungsgemäße Lösung:

Die gestellte Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 angegebene Getriebe gelöst. Danach ist der Retarder-Rotor weder dauernd an die Antriebswelle noch dauernd an die Abtriebswelle gekoppelt.

Stattdessen ist er nunmehr an ein Getriebeglied des Plantengetriebes gekoppelt (an das sogenannte dritte Getriebeglied), das nur in einem Teil der Gänge unmittelbar an die Antriebswelle gekoppelt ist (die stets das sogenannte erste Getriebeglied des Plantengetriebes bildet). Dabei kommt es darauf an₀ daß das erste, das zweite (dem dije Hochgang-Bremse zugeordnet ist) und das dritte Getriebeglied in allen Betriebszuständen derart miteinander verbunden sind, daß das Planetengetriebe

in zwei benachbarten Gängen bei geschlossener Hochgangbremse zwischen der.Antriebswelle und dem Retarder-Rotor - mit Hilfe von ohnehin vorhandenen Getriebeelementen - einen Hochgang bildet, d. h. eine übersetzung ins Schnelle. Hierdurch kann der Retarder kleiner dimensioniert werden als bei der Anordnung gemäß Druckschrift 2, wenn auch nicht so klein wie bei dem Getriebe gemäß Druckschrift 1. Zugleich ist gewährleistet, daß bei Umschaltvorgängen zwischen den beiden vorgenannten benachbarten Gängen das Verhältnis zwischen den Drehzahlen des Retarder-Rotors und der Abtriebswelle unverändert bleibt. D. h. der Retarder kann bei diesen Gangschaltungen ohne Drehzahlsprung arbeiten; Stöße werden völlig vermieden.

Zwar ist aus der Druckschrift 5 ein Getriebe mit integriertem Retarder bekannt, worin ebenfalls ein Teil des Getriebes einen Hochgang bildet , der den Retarder-Rotor von der Abtriebswelle her antreibt. Dort besteht jeoch der Nachteil, daß das den Retarder-Rotor antreibende Getriebeglied in wenigstens einem der Vorwärtsgänge stillsteht. Bei einigen Ausführungsbei spiel en weist dieses Getriebeglied in einem der Vorwärtsgänge sogar die umgekehrte Drehrichtung auf als in einem anderen Vorwärtsgang. Dadurch kann dprt der Retarder nur in einem speziellen Bremsgang arbeiten. D. h. zum Ein- und Ausschalten des Retarders müssen zunächst eine Kupplung und/oder eine Bremse betätigt werden, wodurch diese zusätzlich beansprucht und daher rascher als sonst abgenutzt werden. Diese Nachteile werden durch die Erfindung dadurch vermieden, daß von vornherein ausgegangen . wird von einem Getriebe (Druckschrift 1), bei dem atf Retarder-Rotor durch eine zumindest in allen Vorwärtsgängen mit der gleichen Drehrichtung rotierende Welle angetrieben wird. Dadurch kann man den Retarder zumindest in jedem der Vorwärtsgänge (unter Umständen auch in einem Rückwärtsgang) beliebig ein- oder auschalten, ohne hierzu eine Kupplung oder Bremse betätigen zu müssen. Im Falle eines hydrodynamischen Retarders braucht dieser nur mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt bzw. entleert zu werden. ' ' ^:

Ein weiterer Nachteil der Bauweise gemäß Druckschrift 5 besteht darin, daß das Getriebe bei jedem Einschalten des Retarders von der Antriebsmaschine abgekuppelt werden muß. Dadurch ist es nicht mehr möglich, bei Bedarf die Antriebsmaschine zusätzlich zum Bremsen zu benutzen.

Die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind, noch weiter erläutert. '

In der Zeichnung zeigt: Fig. I ein für zahlreiche erfindungsgemäße Getriebe

gültiges Balkenschema; Fig. 2 den dazugehörenden Drehzahlplan Fig. 3 ein kombiniertes Balkenschema für ein aus den Fig.

1 und 2 ableitbares Getriebe mit zwei Planetensätzen; Fig. 4 das Räder-Schema zu dem Getriebe gemäß Fig. 3; Fig. 5 eine schematische Ansicht auf ein anderes aus den

Fig. 1 und 2 ableitbares Getriebe;

Fig. 6 das Räder-Schema zu dem Getriebe gemäß Fig. 5; Fig. 7 bis 10 Balkenschema, Drehzahlplan, kombiniertes Balkenschema

und Räderschema für ein anderes Getriebe, das sich von dem Getriebe gemäß Fig. 1 bis 4 nur dadurch unter» scheidet, daß noch ein zusätzlicher Planetensatz für einen Langsamgang vorgesehen ist;

Fig.11

bis 13 ein kombiniertes Balkenschema, den Drehzahlplan und

das Räderschema für ein weiters erfindungsgemäßes Getriebe.

Die Darstellung von Planetengetrieben in Form eines Balkenschemas ist bekannt aus der Druckschrift 7.

Das in Fig. 1 dargestellte Balkenschema repräsentiert Planetengetriebe mit vier Getriebegliedern; dies sind die Punkte 11 bis 14 des Balkens 10. Die Pfeile 20 und 30 stellen die Antriebsbzw, die Abtriebs-

welle dar. Dem Getriebe kann ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 40 vorgeschaltet sein, vorzugsweise mit einer überbrückungskupplung 41. Die Abtriebswelle 30 ist an das 1.Getriebeglied 11 gekoppelt. Von einem Retarder 31/32 ist der Rotor an das 3. Getriebeglied 13 angekoppelt. Am 2. Getriebeglied 12 ist eine sogenannte Hochgangbremse B2 angeordnet. Die Antriebswelle 20 kann mittels einer Kupplung K3 mit dem 3. Getriebeglied 13 verbunden werden und/oder mittels einer Kupplung K4 mit dem 4. Getriebeglied 14.

Zusätzlich können vorgesehen sein: Eine Bremse B4 am 4. Getriebeglied 14, falls das Getriebe vier anstatt nur drei Vorwärtsgänge aufweisen soll, und eine Bremse B3 am 3. Getriebeglied, falls ein Rückwärtsgang erforderlich ist.

In Fig. 2 erkennt man wieder den Balken 10 von Fig. 1 mit den vier Getriebegliedern 11 bis 14. Die verschiedenen Gänge sind - für den Fall eines Getriebes mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang wie folgt gebildet und dargestellt: Gang I.

Geschlossen sind die Kupplung K4 und die Bremse B2. Somit rotiert das 4. Getriebeglied 14 mit der Eingangsdrehzahl η^₀ und die Abtriebswelle 30 mit der Drehzahl n,«

Gang II. ·

Nun ist anstelle der Kupplung K4 die Kupplung K3 geschlossen; die Bremse B2 bleibt angezogen. Deshalb rotieren nun das 3. Getriebeglied 13 und der Retarder-Rotor mit ü2q und die Abtriebswelle mit der gegenüber nj höheren Drehzahl n^.

Gang III.

Die Kupplung K3 bleibt geschlossen. Die Bremse B2 wird gelöst und stattdessen die Kupplung K4 geschlossen. Somit rotieren

-AA-

sämtliche Getriebeglieder 11 bis 14 mit der Eingangsdrehzahl n₂Q = Abtriebsdrehzahl n„..

Gang IV.

Anstelle der Kupplung K4 wird die Bremse B4 geschlossen. Es ergibt sich die Abtriebsdrehzahl n_IV, die höher ist als die Eingangsdrehzahl n„₀ (Schnellgang).

Rückwärtsgang R

Geschlossen sind die Kupplung K4 und die Bremse B3. Die Abtriebswelle 30 rotiert im umgekehrten Drehsinn mit der Drehzahl n_R.

Für alle Gänge I, II, III, IV, und R kann man z. B. annehmen,, daß die Eingangsdrehzahl n«« der maximalen Drehzahl der Antriebsmaschine entspricht; dann sind die. Drehzahlen π,...η,^ und n_R die Höchstdrehzahlen der Abtriebswelle 30 in den verschiedenen Gängen.

Aus Fig. 2 erkennt man noch folgendes Im Gang I rotiert das 3. Getriebeglied 13, also auch der Retarder-Rotor 31 mit der Drehzahl r*. Im Gang II ist die Drehzahl r,, des Retarder-Rotors, wie schon erwähnt, gleich n«Q· Ferner ist das Drehzahl-Verhältnis Πτ,/η. an der Abtriebswelle 30 gleich dem Drehzahl-Verhältnis fjj/rj am Retarder-Rotor 31. Dies bedeutet mit anderen Worten: Das Verhältnis zwischen Retarder-Drehzahl und Abtriebsdrehzahl ist in den beiden Gängen I und II gleich (r./n, = r. ./η.,). -Daraus' ergibt sich folgendes:

Beim Umschalten von Gang I nach Gang II oder umgekehrt erfährt der Retarder-Rotor keine plötzliche Drehzahl-Änderung. Zugleich erkennt man aus Fig. 2, daß in den Gängen I und II die Retarderdrehzahl stets größer ist als die Abtriebsdrehzahl. Hier bildet also das Getriebe für den Retarder einen Hochgang (übersetzung ins Schnelle), so daß der Retarder trotz

verhältnismäßig kleiner Abmessungen gerade auch im unteren Fahrgeschwindigkeits-Bereich ein hohes Bremsmoment erzeugen kann.

Um dieses günstige Ergebnis zu erzeilen, muß gemäß Fig. 1 und 2 folgendes vorgesehen werden: Auf dem Balken 10 muß da? 1. Getriebeglied 11 ("an das die Abtriebswelle 30 angekuppelt ist) zwischen dem 2. Getriebeglied 12 (dem die Hochgangbremse B2 zugeordnet ist) und dem 3. GetriebegTied 13 (mit dem der Retarder-Rotor 31 verbunden ist) angeordnet sein. Dabei muß die Hochgangbremse B2 in zwei benachbarten Gängen (im dargestellten Beispiel sind dies die Gänge I und II) eingeschaltet sein, so daß das 2. Getriebeglied 12 still steht. Ferner muß die Bedingung erfüllt sein, daß das 1. Getriebeglied 11 auch zwischen dem 2. Getriebeglied 12 und dem 4. Getriebeglied 14 liegt.

Dieser .Sachverhalt ist mit anderen Worten im. Teil.h) des Patentanspruches 1 wiedergegeben. Man könnte stattdessen auch sagen· Bei eingeschalteter Hochgangbremse B2 ist sowohl die Drehzahl des 3. Getriebegliedes 13 als auch die Drehzahl des 4. Getriebegliedes größer als die Drehzahl des 1. Getriebegliedes.

In Fig. 1 und 2 liegt das 4. Getriebeglied 14 an dem einen Ende des Balkens 10; d. h. das 3. Getriebeglied ist zwischen dem 1. und dem 4. Getriebeglied angeordnet. Hierdurch 1st das im Anspruch 2 angegebene Merkmal erfUl It. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das -4. Getriebeglied zwischen 1. und dem 3. Getriebeglied anzuordnen.

Die Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 1 nur dadurch, daß anstelle eines einzigen Balkens 10 eine Kombination aus zwei Balken 10' und 10'' gesetzt worden ist. Jeder dieser Balken 10' und 10'' symbolisiert einen einfachen, aus Son.nenrad, Planetenträger (mit Planetenrädern) und Hohlrad bestehenden Planetenradsatz Pl, P2.

^ 43- 9

Dies ist eine von mehreren Möglichkeiten, das Getriebe gemäß Fig. 1 und 2 zur realisieren. Die Fig. 4 zeigt das zu Fig. 3 gehörende Räderschema, aus dem eine Möglichkeit zur baulichen Gestaltung des Getriebes nach Fig. 3 ersichtlich ist. Zum Planetenradsatz Pl gehört das Sonnenrad Sl, ein Planetenträger Tl (=1. Getriebeglied 11) und das Hohlrad Hl. Zum Planetenradsatz P2 gehört das Sonnenrad S2, der Planetenträger T2 und ein Hohlrad H2 (=4. Getriebeglied 14). Das 2. Getriebeglied 12 ist ein festes Koppelglied, das die beiden Sonnenräder Sl und S2 aneinander koppelt. Ebenso ist das 3. Getriebeg]ied 13 ein festes Koppelglied; es koppelt 43$. Hohlrad Hl an der. Planetenträger T2. Im übrigen sind in den Fig. 3 und 4 die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in den Fig. 1 und 2.

Es können nun noch weitere Vorteile der Erfindung erläutert werden:

Bemerkenswert ist zunächst die geringe Belastung der Schaltelemente (Kupplungen und Bremsen) beim Betrieb des Retarders 31/32. Als Beispiel sei angenommen, der Retarderbetrieb beginne bei hoher Fahrgeschwindigkeit, also wenn Gang IV eingeschaltet ist. Hierbei ist nur die Bremse B4 belastet. Die beiden Kupplungen K3 und K4 sind vom Retardermoment unberührt. Beim Umschalten von Gang IV nach Gang III wird die Kupplung K4 eingeschaltet. Das Moment an K4 und K3 ist kleiner als das Retardermoment. Da K3 bereits vom Gang IV her eingeschaltet war, tritt nur an K4 eine thermische Belastung auf. Beim Umschalten von Gang III noch Gang II wird die Bremse B2 eingeschaltet, die dadurch eine gewisse thermische Belastung erfährt. Jedoch beim Umschalten von Gang II nach Gang I bleibt die Bremse B2 unverändert eingeschaltet und ist das einzige vom Retarder belastete Schaltelement. Hierbei wird also jegliche thermische Belastung vermieden. Die Kupplung K4 wird nur mit dem Schleppmoment der Antriebsmaschine belastet.

Ähnlich günstige Verhältnisse liegen vor, wenn das Getriebe während des Retarder-Betriebes in einen höheren Gang umschaltet. Somit sind gute Voraussetzungen geschaffen für eine wirtschaftliche Anwendung des Getriebes in Nutzfahrzeugen, z. B. Omnibussen.

Ein Zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß im Geschwindigkeitsbereich des Ganges I eine weitere Bremsmöglichkeit gegeben ist, bei der bis zum Stillstand mit einem Moment gebremst werden kann. Dieser Retarderbetrieb wird erreicht, indem nur die Kupplung K4 eingeschaltet wird und der Retarder gefüllt wird. Hierbei stützt si ph das Bremsmoment und das Motormoment im Retarder ab. Da der Motor auch bei Fahrzeugstillstand ein Moment abgibt, ist auch im Stillstand ein Bremsmoment an der Abtriebswelle vorhanden. D-as Bremsmoment ist hierbei auch über das Motormoment steuerbar. Dieser Schaltzustand gestattet auch einen in seinem Traktionsverhalten beschränkten Rückwärtsgang. Sollten diese beschränkten Traktionsverhältnisse ausreichen, so kann auf die mechanische Feststellbremse B3 verzichtet werden. Im übrigen kann es auch vorkommen, daß ein Rückwärtsgang ganz entfallen kann. Beispiel: Das Getriebe sei für ein Schienenfahrzeug vorgesehen, das in beiden Fahrtrichtungen Höchstgeschwindigkeit erreichen soll. Dann wird zwischen dem Getriebe und den Treibrädern ein Wendegetriebe vorgesehen. Dabei ist der Retarder in beiden Fahrtrichtungen einsetzbar.

In den Fig. 5 und 6 ist dargestellt, wie ein anderes Getriebe auS dem Balken 10 der Fig. 1 und 2 hergeleitet Wtfdgft kann. Siehe hierzu wiederum Druckschrift 7. Dieses Getriebe umfaßt zwei voneinander unabhängige Sonnenräder S3 und S4 mit unterschiedlichen Durchmessern. Das größere kämmt mit Planetenrädern 29, denen in der üblichen Weise ein Hohlrad H4 zugeordnet ist. Das kleinere kämmt mit Planetenrädern 28. Diesen ist kein Hohlrad zugeordnet. Stattdessen sind die zuerst genannten Planetenräder 29 so lang, daß sie zugleich mit den Planetenrädern 28 kämmen.In diesem Getriebe ist das Hohlrad H4 das 1. Getriebeglied 11, an das die Abtriebswelle 30 gekuppelt ist. Ferner

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ist hier das Sonnenrad S3 das 2. Getriebeglied 12. Der (für die Planetenräder 28 und 29 gemeinsame) Planetenträger T ist das 3. Getriebeglied 13 und das Sonnenrad S4 das 4. Getriebeglied 14. Der Retarder 31/32, die Bremsen B2, B3 und B4 und die Kupplungen K3 und K4 sind prinzipiell in der gleichen Weise mit den Getriebegliedern 11 bis 14 verknüpft wie in Fig. 4.

Die Figuren 7 bis 10 entsprechen den Fig. 1 bis 4. In Fig. 7 ist gegenüber Fig. 1 auf dem Balken 10 noch ein weiteres Getriebeglied limit einer Bremse B5 angeordnet, und zwar zwischen dem 1. und dem 2. Getriebeglied 11 bzw. 12. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß bei angezogener Bremse B5 und bei eingerückter Kupplung K4 die Abtriebswelle mit einer Drehzahl n¹ umläuft, die kleiner als die Drehzahl n, ist. Es liegt nun also ein Fünf-Gang-Getriebe vor. Jedoch kann man nunmehr auch die Bremse B4 weglassen, um ein Vier-Gang-Getriebe ohne Schnellgang zu erhalten, d. h. ein Getriebe, worin die Abtriebswelle 30 im höchsten Gang mit der Eingangsdrehzahl n_2Q umläuft. Die Fig. 9 ist gegenüber der Fig.3 um einen zusätzlichen Balken 10¹'¹ ergänzt, der einen dritten Planetenradsatz P3 darstellt. Dieser weist gemäß Fig. 10 Doppelplaneten auf, deren Planetenträger an die Abtriebswelle 30 gekoppelt ist. Das Sonnenrad ist an das 2. Getriebeglied 12 gekoppelt, und das Hohlrad ist das 5. Getriebegleid 15.

Das zuvor beschriebene Beispiel zeigt, daß das zweite Getriebeglied 12 nicht unbedingt in den beiden untersten Gängen mittels der Bremse B2 festsetzbar sein muß, damit das Getriebe einen Hochgang für den Retarder bildet. Vielmehr kann es sich hierbei auch um zwei benachbarte mittlere Gänge handeln. Im übrigen sind noch weitere Abwandlungen der dargestellten Getriebe möglich, z. B. solche, bei denen die Hochgangbremse B2 in den drei untersten Gängen wirksam ist. Ein Beispiel hierfür ist in den Fig. 11 bis 13 dargestellt.

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—/6-

In Fig. 11 ist zunächst wieder der Balken 10' erkennbar, der den Planetenradsatz Pl darstellt und der völlig mit den entsprechenden Balken 10' in Fig. 3 und Fig. 9 übereinstimmt. Sodann ist ein Balken 10a vorhanden, der den Planetenradsatz P2 repräsentiert und der in zwei unterschiedlichen Größen dargestellt ist, einmal in Form einer gestrichelten Linie und einmal in Form einer strichpunktierten Linie. Es ist zu beachten, daß es sich in beiden Fällen um den gleichen Planetenradsatz P2 handelt, umfassend ein Sonnerad S2, Planetenträger T2 und Hohlrad H2. In beiden Fällen ist in Fig. 11 das Verhältnis zwischen den Strecken S2-T2 und T2-H2 gleich; außerdem ist in beiden Fällen das Sonnenrad an ein und dieselbe Antriebswelle 20 gekoppelt.

Diese Art der Darstellung resultiert daraus, daß es zwischen den beiden Planetenradsätzen Pl und P2, abweichend von den Fig. 3 und 9, nur·ein einziges festes Koppelglied 13 gibt. Die andere Koppelung ist dagegen variabel bzw. vollkommen lösbar, wobei es die folgenden vier Möglichkeiten gibt: " "

1. Die Kupplung K2 koppelt das Hohlrad H2 bei gelöster Kupplung Kl an das Sonnenrad Sl. Dann liegt das in Fig. 11 linke Ende des Balkens 10a mit dem Antrieb im Punkt 14 (Gang I, siehe Fig. 12). ." ■ . _: . . .

2. Die Kupplung Kl koppelt das Hohlrad H2 (bei gelöster Kupplung K2) an den Planetenträger Tl. Dann liegt (JaS linke Ende des Balkens 10a mit dem Antrieb im Punkt 14' (Gan.g II).

3. Wenn von den drei Kupplungen Kl, K2 und K5 nurdie letztere geschlossen ist, dann läuft der Planetenradsatz P2 als Block um, so daß nun das Koppelglied 13 mit der "Eingangsdrehzahl n^Q umlauft (Gang III).

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4. Wenn gegenüber 3. zusätzlich noch eine der Kupplungen Kl, K2 geschlossen wird, dann läuft auch noch der Planetenradsatz Pl als Block um. Dies bedeutet, daß die Abtriebswelle 30 mit der Drehzahl n_IV = n₂₀ umläuft.

Durch Schließen der- Kupplung K2 und der Bremse B3 kann der Rückwärtsgang eingelegt werden. Ähnlich wie die anderen Getriebe kann auch dieses durch zusätzliche Schaltelemente und ggf. einen zusätzlichen Planetenradsatz ergänzt werden, um die Zahl der Gänge zu erhöhen.

In Fig, \Z sind .die Drehzahlen des 3. Getriebegliedes 13, an das der Retarder-Rotor 31 gekoppelt ist, mit r,, r,j und r■,.,·. bezeichnet, entsprechend den Gängen I bis III. Man sieht, daß nunmehr in drei Gängen das Verhältnis zwischen Retarder-Drehzahl und Abtriebsdrehzahl gleich ist, und daß dieses Verhältnis wiederum größer als +1 ist. Mit anderen Worten: Es besteht in allen drei Gängen I bis III die gleiche Übersetzung ins Schnelle. Somit-ist dieses Getriebe besonders gut geeignet, um die Erfindung zu realisieren.

Ein der Fig. 12 sehr ähnlicher Drehzahlplan kann aus Fig. 2 abgeleitet werden, indem man an deren linkes Ende noch ein weiteres Getriebeglied anfügt. Dies bedeutet in Fig. 4, daß zwischen die Antriebswelle 20 und die Kupplungen K3 und K4 ein weiterer Planetensatz eingeschoben werden muß, der mittels einer zustätzlichen Kupplung mit der Antriebswelle 20 verbindbar ist. Mittels einer zusätzlichen Bremse könnten Schnellgänge geschaltet werden. Die Bremse B3 ist in Fig. 13 als Formschlußbremse dargestellt, die nur im Stillstand einrückbar ist.

In allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist angenommen, daß der Retarder 31/32 durch Füllen mit ArbeitsflUssigkeit eingeschaltet und durch Entleeren ausgeschaltet wird. Damit hierbei

im entleerten Zustand das durch Luft erzeugte Restmoment so klein wie möglich ist, können an sich bekannte Einrichtungen zur Störung der Luftströmung vorgesehen werden. Eine andere Möglichkeit zum Ein- und Ausschalten des Retarders besteht darin, den Retarder-Rotor mittels einer zusätzlichen lösbaren Schaltkupplung mit dem 3. Getriebeglied 13 zu verbinden

27.08.81
Sh/MKö

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Claims

G 3850 Voith Getriebe KG

Kennwort: "Zentraler Retarder" Heidenheim

Patentansprüche

1. Lastschaltgetriebe mit Retarder, insbesondere für Fahrzeuges, das die folgenden Bestandteile bzw. Merkmale aufweist:

a) eine Antriebswelle (20) und eine Abtriebswelle (30);

b) ||n zwischen der An- und der Abtriebswelle ajggöpilpetes Planetengetriebe, das mindestens vier Getriebeglieder (erstes bis viertes Getriebeglied 11 bis 14) aufweist, von denen das erste Getriebeglied (11) ständig an die Abtriebswelle (30) gekoppelt ist;

c) einen Retarder-Rotor (31) und einen Retarder-Stator (32);

d) ein- und ausschaltbare Kupplungen und Bremsen zum Herstellen unterschiedlicher Drehzahlverhältnisse zwischen der An- und Abtriebswelle;

e) wobei dasjenige Getriebeglied (13), das den Retarder-Rotor (31) antreibt, zumindest in allen Vorwärts-Gängen die gleiche Drehrichtung aufweist,

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

f) das zweite Getriebeglied (12) ist mittels einer Bremse ("Hochgangbremse" B2) festsetzbar, die in mindestens zwei benachbarten Gängen eingeschaltet ist;

g) das dritte Getriebeglied (13), das höchstens in einem Teil der Gänge an die Antriebswelle (20) kuppelbar ist, ist mit dem Retarder-Rotor (31) verbunden;

h) die Getriebeglieder (11 bis 14) sind untereinander derart gekoppelt, daß bei eingeschalteter Hochgangbremse (B2) sowohl das Verhältnis zwischen den Drehzahlen des dritten Getriebegliedes (13) und des ersten Getriebegliedes (11)

- 2

-Z-

als auch das Verhältnis zwischen den Drehzahlen des vierten Getriebegliedes (14) und des ersten Getriebegliedes (11) größer als + 1 ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Verhältnis zwischen den Drehzahlen des vierten und des dritten Getriebegliedes größer als + 1 ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom dritten und vierten Getriebeglied (13 und 14) dasjenige, welches bei eingeschalteter Hochgangbremse (B2) die kleinere Drehzahl aufweist, bei gelöster Hochgangbremse (B2) zum Einschalten eines Rückwärtsganges mittels einer weiteren Bremse (B3) festsetzbar ist.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Retarder-Rotor (31) unlösbar mit dem dritten Getriebeglied verbunden ist.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das die folgenden Bestandteile aufweist:.

a) wenigstens zwei Planetenradsätze (ein erster und ein zweiter Planetenradsatz Pl, P2)_} von denen jeder ein Sonnen- rii (Sl, S2), einen Planetenträger (Tl, T2) SerWie ein Hohlrad (Hl, H2) aufweist, wobei die Abtriebswelle (30) unlösbar mit dem Planetenträger (Tl) des ersten Planetenradsatzes (Pl) verbunden ist;

b) wenigstens ein festes Koppelglied (13), welches das Hohlrad (Hl) des ersten Planetenradsatzes (Pl) unlösbar mit dem Planetenträger (T2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) verbindet;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

c) der Retarder-Rotor (31) ist mit dem genannten festen Koppelglied (13) verbunden (-drittes Getriebeglied");

d) das Sonnenrad (Sl).des ersten Planetenradsatzes (Pl), ist mittels der "Hochgangbremse" (B2) festsetzbar (Fig. 10 und 13).

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschalteter Hochgangbremse (B2) die Antriebswelle (20) entweder an das dritte Getriebeglied (13) oder an das vierte Getriebeglied (14) kuppelbar ist (Kupplungen K3, K4).

7. Getriebe nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß vom dritten und vierten Getriebeglied (13 und 14) -dasjenige, welches bei eingeschalteter Hochgangbremse (B2) die größere Drehzahl aufweist, bei gelöster Hochgangbremse (B2) zum Einschalten eines Schnellganges mittels einer zusätzlichen Bremse (B4) festsetzbar ist.

8. Getriebe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) die Antriebswelle (20) ist mit dem Sonnenrad (S.2) des zweiten Planetenradsatzes (22) unlösbar verbunden;

b) das Hohlrad (H2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) ist über eine Kupplung (Kl) mit der Abtriebswelle (30) oder über eine weitere Kupplung (K2) mit der Hochgangbremse (B2) verbindbar (Fig. 13).

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (H2) des zweiten Planetenradsatzes (P2) mittels einer zusätzlichen Kupplung (K5) an das mit dem Retarder-Rotor (31) verbundene dritte Getriebeglied (13) kuppelbar ist.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4₉ gekennzeichnet durch die Verwendung eines ein Sonnenrad (S4), Planetenrad (29) und Hohlrad (H4) aufweisenden Planetenradsatzes, dessen

Planetenräder (29) verlängert sind, so daß sie auch

mit benachbarten zusätzlichen Planetenrädern (28) kämmen, die ansonsten nur mit einem Sonnenrad (S3) kämmen (Fig. 6).

27.08.81 Sh/hu