DE102012218908A1

DE102012218908A1 - Getriebe mit hydrodynamischen Elementen

Info

Publication number: DE102012218908A1
Application number: DE201210218908
Authority: DE
Inventors: Bernd Wölfle
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Fahrzeuggetriebe für Fahrzeuge mit zwei hydrodynamischen Elementen (28, 34), wobei ein hydrodynamisches Element zum Bremsen als Retarder (28) und ein hydrodynamisches Element als Anfahrelement (34) dient, wobei beide hydrodynamischen Elemente (28, 34) jeweils eine zusätzlichen Stirnradstufe aufweisen und diese Stirnradstufen nicht identisch sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, dass in Nutzfahrzeuggetrieben integrierte, verschleißfrei arbeitende, hydrodynamische Dauerbremselemente eingesetzt werden. Durch diese so genannten Retarder kann eine hohe Bremsleistung mit kurzen Ansprechzeiten erreicht werden, womit der Verschleiß der Radbremse reduziert werden kann. Dabei wird die Strömungsenergie einer Flüssigkeit zum Bremsen verwendet, wobei das physikalische Wirkprinzip dem einer hydrodynamischen Kupplung mit feststehender Turbine entspricht. Demnach weist ein hydrodynamischer Retarder einen sich im Leistungsfluss befindlichen Rotor und einen mit dem Retardergehäuse fest verbundenen Stator auf. Beim Betätigen der Bremse wird eine der gewünschten Bremsleistung entsprechende Ölmenge in den Schaufelraum eingebracht, wobei der drehende Rotor das Öl beschleunigt und an den Stator übergibt. Hierdurch wird eine Bremswirkung auf die Rotorwelle erzeugt.
Hydrodynamische Elemente können allerdings nicht nur zum Bremsen verwendet werden. Zum Beispiel in der Schrift DE 198 17 865 A1 der Anmelderin ist ein verschleißloses Dauerbremselement beschrieben, das nicht nur zum Bremsen eingesetzt wird, sondern auch zum Anfahren. Dazu wird ein hydrodynamischer Retarder mit einem Planetensatz kombiniert. Die Anordnung des Retarders kann entweder als eine Baugruppe zusammen mit dem Planetensatz, einer Überbrückungskupplung und eventueller Bremse vor oder nach dem Getriebe oder in ein bestehendes Planetengetriebe integriert erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe mit einem hydrodynamischem Element, einem Retarder, mit mindestens einem weiteren hydrodynamischen Element, das als Anfahrelement dient, zu erweitern und so zu gestalten, dass sowohl der Konstruktionsaufwand als auch der Bauraumbedarf gering gehalten werden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass ein Fahrzeuggetriebe für Nutzfahrzeuge mit zwei hydrodynamischen Elementen vorgeschlagen wird, wobei ein hydrodynamisches Element zum Bremsen als Retarder und ein hydrodynamisches Element als Anfahrelement dient, wobei beide hydrodynamischen Elemente ursprünglich als hydrodynamisches Element zum Bremsen, als Retarder, konstruiert waren. Die hydrodynamischen Elemente, Retarder und Anfahrelement, sind jeweils mit einer zusätzlichen Stirnradstufe versehen, die vorzugsweise nicht identisch sind. Die Stirnradstufe des Anfahrelements hat vorzugsweise eine höhere Untersetzung, als die Stirnradstufe des Retarders, da das Anfahrelement in Richtung Stillstand abgebremst wird, und damit Drehzahl verliert. Beide hydrodynamischen Elemente können von der gleichen Steuerungseinrichtung gesteuert werden, da nicht gleichzeitig angefahren und gebremst werden muss und damit immer nur ein hydrodynamisches Element betätigt werden muss. Dabei kann z.B. eine bereits bestehende Steuerungseinrichtung eines hydrodynamischen Elements mit der Funktion als Retarder zum Bremsen übernommen werden und durch umschalten eines Umschaltventils abwechselnd beide hydrodynamischen Elemente ansteuern. Die hydrodynamischen Elemente können von vorhandenen Retardern abgeleitet werden.
Der Retarder und das Anfahrelement können je einen festen oder einen feststellbaren Stator besitzen. Kann der Stator der hydrodynamischen Elemente variabel festgestellt werden, können die hydrodynamischen Elemente dauerhaft befüllt sein und die Steuerung kann über die Feststellung des jeweiligen Stators stattfinden.
Um erfindungsgemäß möglichst wenig neue Komponenten zu verbauen sind in einer bevorzugten Ausführungsform das hydrodynamische Element zum Bremsen und das hydrodynamische Element, das als Anfahrelement dient, baugleich als Retarder ausgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Retarder exzentrisch zu einer Antriebswelle gelagert. Die Retarder können ebenfalls exzentrisch zu einer Abtriebswelle gelagert sein oder auch gleichzeitig exzentrisch zu einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle gelagert sein.
Im weiteren Verlauf wird ein hydrodynamisches Element zum Bremsen Retarder genannt und ein hydrodynamisches Element zum Anfahren als Anfahrelement bezeichnet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur näher erläutert:
1: schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung
In der 1 wird eine erfindungsgemäße Anordnung eines Getriebemoduls 1 mit einem Anfahrelement 34 und einem Retarder 28 dargestellt. Eine Antriebswelle 2 wird von einem Motor 4 angetrieben. Die Antriebswelle 2 ist mit dem Hohlrad 6 und der Überbrückungskupplung 8 verbunden. Das Hohlrad 6 treibt die Planetenräder 10, die im Planetenträger 12 gelagert sind, an. Der Planetenträger 12 ist mit der Abtriebswelle 14 verbunden. Diese führt gleichzeitig zum Hauptgetriebe 16 und dient dort als Getriebeeingangswelle. Die Planetenräder 10 stehen ebenfalls im Eingriff mit dem Sonnenrad 18, welches mit dem Ritzel 20 verbunden ist. Das Ritzel 20 treibt das Antriebsrad 22 und das Zwischenrad 24 an. Das Antriebsrad 22 ist mit dem Rotor 26 des Retarders 28 verbunden. Das Zwischenrad 24 treibt das Antriebsrad 30 an, welches mit dem Rotor 32 des Anfahrelements 34 verbunden ist. Der Retarder 28 und das Anfahrelement 34 besitzen beide einen festen Stator 36, 38.
Zum Anfahren eines Fahrzeugs wird nun bei geöffneter Überbrückungskupplung 8 ein Drehmoment vom Motor 4 über die Antriebswelle 2 auf das Hohlrad 6 übertragen. Das Hohlrad 6 überträgt die Bewegung auf die Planetenräder 10 und diese übertragen die Bewegung auf das Sonnenrad 18. Das Sonnenrad 18 ist fest mit dem Ritzel 20 verbunden, was damit ebenfalls ein Drehmoment erhält. Das Ritzel 20 überträgt das Drehmoment über das Zwischenrad 24 auf das Antriebsrad 30 und somit auf den mit dem Antriebsrad 30 verbundenen Rotor 32 des Anfahrelements 34. Das Anfahrelements 34 wird zur Betätigung mit einer Flüssigkeit befüllt und der Rotor 32 drückt diese Flüssigkeit in den festgestellten Stator 38. Durch das Füllen des Anfahrelements 34 wird damit ein Bremsmoment aufgebaut und das Sonnenrad 18 verzögert, die Abtriebswelle bzw. Getriebeeingangswelle 14 über den Planetenradträger 12 beschleunigt und das Fahrzeug fährt an. Nach Abschluss des Anfahrvorgangs kann die Überbrückungskupplung 8 zwischen Antriebswelle 2 und Abtriebswelle 14 geschlossen werden, um den Wirkungsgrad zu verbessern.
Der Retarder 28 ist eine primäre hydrodynamische Bremse zum Abbremsen des Fahrzeuges. Soll nun bei geschlossener Überbrückungskupplung 8 der Retarder 28 aktiviert werden, wird der Retarder 28 befüllt. Das Drehmoment wird zu diesem Zeitpunkt vom Motor 4 auf die Antriebswelle 2 über die Überbrückungskupplung 8 auf die Abtriebswelle 14 übertragen. Das Hohlrad 6 sowie die Planetenräder 10 sind mit dem gleichen Drehmoment beaufschlagt und laufen, ebenso wie die weiteren in Kontakt stehenden Zahnräder, mit. Durch die Befüllung des Retarders 28 wird über das Antriebsrad 22 und das Ritzel 20 ein Bremsmoment aufgebaut und das Sonnenrad 18 sowie die Abtriebswelle 14, die über den Planetenträger 12 und die Planentenräder 10 mit dem Sonnenrad 18 verbunden ist, werden verzögert. Es tritt eine Bremswirkung auf.
Das Anfahrelement 34 kann baugleich zum Retarder 28 ausgeführt werden. Es ist ebenfalls nur eine Steuerungseinrichtung 40 notwendig, da Retarder 28 und Anfahrelement 34 nicht gleichzeitig betätigt werden.
Bezugszeichenliste

1: Getriebemodul
2: Antriebswelle
4: Motor
6: Hohlrad
8: Überbrückungskupplung
10: Planetenräder
12: Planetenträger
14: Abtriebswelle/Getriebeeingangswelle
16: Hauptgetriebe
18: Sonnenrad
20: Ritzel
22: Antriebsrad
24: Zwischenrad
26: Rotor
28: hydrodynamisches Element (Retarder)
30: Antriebsrad
32: Rotor
34: hydrodynamisches Element (Anfahrelement)
36: Stator
38: Stator
40: Steuerungseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19817865 A1 [0003]

Claims

Fahrzeuggetriebe für Fahrzeuge mit zwei hydrodynamischen Elementen (28, 34), wobei ein hydrodynamisches Element zum Bremsen als Retarder (28) und ein hydrodynamisches Element als Anfahrelement (34) dient, dadurch gekennzeichnet, dass beide hydrodynamischen Elemente (28, 34) jeweils eine zusätzlichen Stirnradstufe aufweisen und diese Stirnradstufen nicht identisch sind.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradstufe des hydrodynamischen Elements (34), das als Anfahrelement dient, eine höhere Untersetzung hat als die Stirnradstufe des hydrodynamischen Elements (28), das zum Bremsen dient.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrodynamische Element zum Bremsen und das hydrodynamische Element, das als Anfahrelement dient, baugleich sind.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamischen Elemente (28, 34) von einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung (40) gesteuert werden.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (40) ein Umschaltventil aufweist, so dass die Steuerungseinrichtung (40) des hydrodynamischen Elements (28) zum Bremsen des Fahrzeuges, durch Umschalten des Umschaltventils als Steuerungseinrichtung (40) für das hydrodynamische Element (34), das als Anfahrelement dient, verwendet werden kann.
Fahrzeuggetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamischen Elemente (28, 34) exzentrisch zu einer Antriebswelle (2) des Fahrzeuggetriebes gelagert sind.
Fahrzeuggetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamischen Elemente (28, 34) exzentrisch zu einer Abtriebswelle (14) des Fahrzeuggetriebes gelagert sind.