(57)【要約】  本発明はドライブトレーンに配置された駆動輪を減速させる常用ブレーキを収容するために設けられたドライブトレーンを改装する方法に関し、常用ブレーキは、トランスミッション出力側において、それと駆動輪との間でドライブトレーンのメインブランチに配置されかつトランスミッションの出力シャフトに接続される。ドライブトレーンは、常用ブレーキの代わりに、パワーテークオフモジュール、およびハイドロコンポーネント、入力シャフトで駆動可能なローターとステーターを持つハイドロリターダを備える。これらは協同で作動チャンバーを形成し、これはローターからステーターへとトルクを伝達するために作動媒体で満たされる。ハイドロコンポーネントの入力シャフトは、作動時、駆動輪を制動するため、ハイドロコンポーネントが出力シャフトに接続されると共にドライブトレーンのサイドブランチを形成するようパワーテークオフモジュールに接続される。
2013517181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライブトレーン(１)が自動車用のドライブトレーンとして実施される場合には前記ドライブトレーン(１)に配置された駆動輪を減速させるための、あるいは、前記ドライブトレーン(１)が据え置き型システムの一部として実施される場合には、ユニットと共にトルクプルーフ様式で配置される前記ドライブトレーン(１)のシャフトを減速させるための常用ブレーキ(２)を収容するために設けられた前記ドライブトレーン(１)を改装あるいは製造するための方法であって、
前記常用ブレーキ(２)は、前記トランスミッション出力側(５)において、自動車用のドライブトレーンとして実施される場合には、トランスミッション(４)と前記駆動輪との間で、あるいは前記トランスミッション(４)と前記据え置き型システムの制動されるべき前記ユニットとの間で、前記ドライブトレーン(１)のメインブランチ(３)に配置され、かつ、前記トランスミッション(４)のトランスミッション出力シャフト(６)に駆動力伝達可能に接続されるか、あるいはその状態へとシフト可能であり、
前記ドライブトレーン(１)は、前記常用ブレーキ(２)の代わりに、パワーテークオフモジュール(１５)、および入力シャフト(１０)によって駆動可能なブレード付きローター(１１)とブレード付きステーター(１２)とを備えたハイドロコンポーネント(９)を具備してなるハイドロリターダ(１４)を備えており、前記ローター(１１)および前記ステーター(１２)は、協同で、トロイダル型作動チャンバー(１３)を形成し、このトロイダル型作動チャンバー(１３)は、前記ローター(１１)から前記ステーター(１２)へと流体力学的にトルクを伝達するために、作動媒体で満たされあるいはそれで満たされかつそれを排出することができ、
前記ハイドロコンポーネント(９)の前記入力シャフト(１０)は、前記ハイドロコンポーネント(９)が作動させられたとき、前記駆動輪あるいは前記ユニットの前記シャフトを間接的に制動するために、前記ハイドロコンポーネント(９)が前記トランスミッション出力シャフト(６)と駆動接続状態とさせられると共に前記ドライブトレーン(１)のサイドブランチを形成するように、前記パワーテイクオフモジュール(１５)に接続されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ハイドロリターダ(１４)はその機能に関して前記常用ブレーキに置き換えられ、特に、前記常用ブレーキ(２)は前記ドライブトレーン(１)から取り外されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ハイドロリターダ(４)は、その制動および／または熱放出パワーに関して、それが実質的に前記置き換えられた常用ブレーキ(２)の個々のパワーに対応するような寸法とされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記置き換えられた常用ブレーキ(２)のパワーあるいはその他のパワー要求に対する前記ハイドロリターダ(１４)のパワーの調整は、前記パワーテークオフモジュール(１５)に設けられたギアホイール対(２１,２２)のギア比および／またはジオメトリーを変化させることによってなされることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
既存のコンポーネント、特に空気圧、油圧および／または電気ライン、バルブおよび／または前記置き換えられた常用ブレーキ(２)を起動させるために設けられた制御デバイスが、前記ハイドロリターダ(１４)に供給を行い、かつ／または、それを制御するために使用されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ドライブトレーン、特に自動車用のドライブトレーンであって、駆動エンジン(２８)およびこのエンジン(２８)に対して下流側に接続されたトランスミッション(４)を具備してなり、前記トランスミッション(４)は、そのトランスミッション出力側(５)に、駆動輪(３２)あるいは下流側ユニットへの前記駆動エンジン(２８)の駆動力の伝達のためのトランスミッション出力シャフト(６)を備え、かつ、前記トランスミッション出力シャフト(６)は、前記トランスミッション(４)を取り囲むトランスミッションハウジング(３０)から突出しており、
モジュラー形態のハイドロリターダ(１４)が、前記トランスミッションハウジング(３０)の外部に配置され、作動媒体で満たされかつそれを排出することができるトロイダル型作動チャンバー(１３)を画定するブレード付きローター(１１)およびブレード付きステーター(１２)を備える、ハイドロコンポーネント(９)を備えるハイドロモジュール(１６)を備えており、前記ローター(１１)から前記ステーター(１２)へとトルクを伝達するため流体力学的循環流(１７)を形成でき、前記ローター(１１)は、前記ハイドロコンポーネント(９)の入力シャフト(１０)によって支持されており、
パワーテークオフモジュール(１５)は共通ハウジング内で、前記ハイドロモジュール(１６)と組み合わされており、かつ、前記パワーテークオフモジュール(１５)は、ギアホイール(２１)を備えたパワーテークオフ入力部と、ピニオン(２２)を備えたパワーテークオフ出力部とを備え、前記パワーテークオフ出力部は前記ハイドロコンポーネント(９)の前記入力シャフト(１０)によって形成されるか、あるいはそれと駆動接続状態であり、
前記パワーテークオフ入力部は、トルクプルーフ様式で、前記トランスミッション出力シャフト(６)に、あるいは前記トランスミッション出力シャフト(６)の下流側のシャフト、特にユニバーサルジョイントシャフト(３１)に接続されていることを特徴とするドライブトレーン。
【請求項７】
前記パワーテークオフ入力部は、前記トランスミッション(４)の前記トランスミッション出力シャフト(６)と接続されかつ前記ギアホイール(２１)を支持するかあるいは前記ギアホイールを形成するスリーブ(２０)によって形成され、かつ、前記ハイドロコンポーネント(９)の前記入力シャフト(１０)は前記ピニオン(２２)を支持するかあるいは前記ピニオンを形成し、このピニオンは前記スリーブ(２０)の前記ギアホイール(２１)と噛合し、前記ギアホイール(２１)および前記ピニオン(２２)は、特に、増速比が得られるような寸法とされていることを特徴とする請求項６に記載のドライブトレーン。
【請求項８】
前記パワーテークオフ入力部および前記ハイドロコンポーネント(９)の前記入力シャフト(１０)は互いに平行に延在することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のドライブトレーン。
【請求項９】
さらに、作動媒体モジュール(１８)が、作動媒体コンテナ(１９)および／または前記作動媒体から熱を放散させるための熱交換器を備えた前記リターダの前記共通ハウジング内で、前記パワーテークオフモジュール(１５)および前記ハイドロモジュール(１６)と組み合わされており、前記作動媒体モジュール(１８)は、特に、前記作動媒体コンテナ(１９)を備えた作動媒体コンテナモジュール(２６)および前記熱交換器を備えた熱交換器モジュール(２７)からなることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のドライブトレーン。
【請求項１０】
各モジュール(１５,１６,１８,２６,２７)あるいは複数のモジュール(１５,１６,１８,２６,２７)は、協同で、それぞれ、部分ハウジング(２３,２４,２５)を具備してなり、前記部分ハウジング(２３,２４,２５)のそれぞれは、特に前記ハイドロリターダ(１４)の軸および／または周方向に前記個々のモジュール(１５,１６,１８,２６,２７)の少なくとも一部を取り囲んでおり、かつ、前記別個の部分ハウジング(２３,２４,２５)は、前記ハイドロリターダ(１４)の組み立て状態において前記リターダ(１４)の前記ハウジングを共同で形成することを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載のドライブトレーン。
【請求項１１】
前記モジュール(１５,１６,１８,２６,２７)と関連付けられた前記部分ハウジング(２３,２４,２５)は、互いに分離可能に接続されることを特徴とする請求項１０に記載のドライブトレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪あるいはドライブトレーンに配置されるユニットを減速させるための常用ブレーキを収容するために提供されるドライブトレーンを改装あるいは製造するための方法、ならびにハイドロ(流体式)リターダを備えたドライブトレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライブトレーンの、特に自動車のドライブトレーンの無損耗常用ブレーキが従来より知られており、そして、特に、たとえば車両が山から下る途中などの長時間にわたって制動が行われる場合に、損耗や引裂にさらされる、さらに設けられる車両の、あるいは据え置き設備の一般的なサービスブレーキを助けるために使用されている。常用ブレーキは、その作動媒体が水、オイルあるいは水混合物であるハイドロリターダ、エアリターダ、エディ電流ブレーキ、エンジンブレーキ、特に排気ブレーキ、あるいは運動またはポテンシャルエネルギーを別なエネルギー形態へと変換する別な種類のレキュペレータとして構成できる。
【０００３】
ハイドロリターダは作動チャンバーを備えるが、これは、静止した二次ブレードホイール(これは、それゆえ、ステーターとしても公知である)へと流体力学的様式でトルクを伝達するために作動媒体で満たされるかあるいは満たすことができる。静止した二次ブレードホイールの代わりに、逆回転リターダを形成するために一次ブレードホイールの回転方向とは反対の方向に回転する二次ブレードホイールを設けることも可能である。制動されるシャフト、たとえば、トランスミッション出力シャフトあるいは車両の駆動輪とトルクプルーフ様式で間接的に接続されたシャフト(ユニバーサルジョイントシャフト)によってローターを駆動することによって、ローター中の作動媒体は外側へと半径方向に加速され、そして、その中で内側へと半径方向に流動するときにそれが減速されるステーターに流入する。このようにして形成される循環流の結果、トルク(これは、この例では、リターダの制動トルクと呼ばれる)がローターからステーターへと伝達される。一次ブレードホイールは、この過程で減速され、そして特に、トルクプルーフ様式でローターと接続されたシャフトが制動される。
【０００４】
ドライブトレーン内での常用ブレーキの設置ポジションに関して、さまざまな可能性が知られている。設置ポジションは、実質的に、ドライブトレーンの空間的状況、常用ブレーキのパワーおよびその寸法に依存する。たとえばトラック、バス、軌道車両などの自動車において、そうしたハイドロリターダは、通常、メインブランチあるいはサイドブランチのトランスミッション(マニュアルトランスミッションあるいはオートマチックトランスミッション)内、あるいはトランスミッションのトランスミッション出力側(二次側)と車輪との間で、そしてこの例ではメインブランチの駆動接続部において、トランスミッションの一次側に配置される。据え置き式設備において、常用ブレーキとして配置されたハイドロリターダは、トランスミッション出力シャフトと、リターダが作動させられたときに当該シャフトを減速させるために駆動されるユニットと共に回転するシャフトとの間に配置可能である。
【０００５】
そうしたハイドロリターダは、さまざまなものが市販されている。それらは、実質的に、同じ流体力学的機能原理に従うが、それらは、やはり、そのパワー、したがってそのサイズに関して製造業者間で相違がある。ブレードホイールおよびそれによって取り囲まれる作動チャンバーの直径が大きくなればなるほど、こうした常用ブレーキの制動力はますます大きくなる。設置位置に加えて、そうした常用ブレーキはまた、ドライブトレーンに対するその機械的接続に関して互いに相違している。故障した常用ブレーキを交換する際、ドライブトレーン内での最も制限された特別な条件によって生じる与えられた設置状況の結果として、交換される常用ブレーキに従って常用ブレーキの外形をさらに調整することが、しばしば必要になる。
【０００６】
さらに、充填および排出およびパワー制御などの個々の機構は、特にハイドロリターダの場合には、ドライブトレーン同士で、そして製造業者同士で異なっている。パワーに影響を与えるために、作動チャンバー内に形成される循環流はさまざまな手段によって圧力にさらすことができ、あるいは、作動チャンバー内へのあるいはその外への作動媒体のための流入口あるいは排出口制御装置を設けることができる。
【０００７】
あるコンポーネントが類似している場合でさえ、全ての製造業者はセンサーおよびアクチュエータシステムに関して異なるコンポーネントを使用し、この結果、この目的のために必要なインターフェースおよびラインはそれぞれ異なったものとなる。異なる製造業者の回路プロファイルはまた、通常、互いに相違している。
【０００８】
だが、そうした過度の多様性は欠点を伴う。さまざまなインターフェース、機械的接続およびさまざまにアレンジされた機能の結果、別な製造業者のリターダに対する特定の製造業者のリターダの取り替えは、使用されるリターダの構造変更なしでは、ほとんど不可能である。そうした交換が望まれる場合、それは、特注製品に、そして挿入されるリターダが既存のドライブトレーンの条件へと調整される必要のある個々の解決手段につながる。そうした特別な解決手段は、たいてい、コンポーネントの多様性および複雑さを増大させる。既にかなり大きな多様性に加えて、相対的に弱いかあるいは強力なドライブトレーンの制動を確実に可能とするために実現される必要がある、さまざまなパワー階級の結果、こうした特注製品はまた検討される必要がある。
【０００９】
コンポーネントの増大する多様性は、新しい展開において不利である。とういのは、これら特注の解決手段がそれぞれの従来技術の状態に応じて機能し得ることを保証するために、新技術に従って、個々の特注の解決手段を調整する必要があるからである。これは、一方では、増大する開発および生産コストを伴う。それゆえ、より多くの費用が生産のために必要になる。
【００１０】
さらに、保証請求の結果として、さまざまな設計の製品を、潜在的に必要な交換のために、長期間にわたって在庫として保持しておくことが必要になる。
【００１１】
特許文献１は、内燃エンジンの制御ホイールハウジングに搭載された一次リターダを開示している。特許文献２は、変速ギアに二次側において統合された二次リターダを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】独国特許出願公開第44 45 178号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第41 08 658号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
それゆえ、本発明は、ドライブトレーンを改装あるいは製造するための方法、ならびに従来技術に対して改良されたハイドロリターダを備えたドライブトレーンを提供するという目的に基づく。
【００１４】
特に、ハイドロリターダは、既存のドライブトレーンに存在する、さまざまな形態の常用ブレーキと容易に置き換えることが可能であるべきである。同時に、コンポーネントの種類および製造コストの増大が低減されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に基づく目的は、独立請求項に基づく、ドライブトレーンを改装あるいは製造するための方法およびハイドロリターダを備えたドライブトレーンによって達成される。従属請求項は、特に、本発明の有利かつ適切な実施形態を提供する。
【００１６】
ドライブトレーンを改装あるいは製造するための本発明に基づく方法においては、ドライブトレーンは、ドライブトレーンが自動車用のドライブトレーンとして実施される場合には、このドライブトレーンに配置された駆動輪を減速するための、あるいは、ドライブトレーンが据え置き型システムの一部として実施される場合には、トルクプルーフ様式でユニットと共に配置されたドライブトレーンのシャフトを減速するための、常用ブレーキを収容するために設けられる。常用ブレーキは、トランスミッション出力側において、自動車用のドライブトレーンとして実施される場合には、トランスミッションと駆動輪との間で、あるいは、トランスミッションと制動される据え置き型システムのユニットとの間で、ドライブトレーンのメインブランチに配置され、そして、トランスミッションのトランスミッション出力シャフトに対して駆動力伝達可能に接続されるか、そうした状態へとシフトさせることができる。ドライブトレーンのメインブランチに配置とは、ドライブトレーンに設けられた駆動エンジンの駆動力が常用ブレーキを介して伝達されることを意味し、これは、常用ブレーキがしたがってパワーを吸収するための入力部およびパワーを供給するための出力部を有することを意味する。たとえば、常用ブレーキとして配置されたハイドロリターダのローターは、トランスミッション出力シャフト上に直に、あるいはトランスミッション出力シャフトの直ぐ下流側のシャフト、たとえばユニバーサルジョイントシャフト上に配置できる。
【００１７】
本発明によれば、ドライブトレーンは常用ブレーキの代わりにハイドロリターダを備えるが、これは、パワーテークオフモジュール、および入力シャフトによって駆動可能なブレード付きローターと、ブレード付きステーター(これは、ローターからステーターへと流体力学的にトルクを伝達するために作動媒体によって満たされるか、あるいはそれで満たすことができかつそれを排出できるトロイダル型作動チャンバーを協働で画定する)とを備えたハイドロコンポーネントを備え、ハイドコンポーネントの入力シャフトは、ハイドロコンポーネントが作動させられたとき駆動輪あるいはユニットのシャフトを間接的に制動するために、ハイドロコンポーネントがトランスミッション出力シャフトと駆動接続状態とさせられかつドライブトレーンのサイドブランチを形成するように、パワーテークオフモジュールに接続される。
【００１８】
間接的な制動とは、駆動輪あるいはシャフトが、したがって高機能動的リターダと駆動接続状態にあるシャフトカップリングなどのさらなる機械ユニットが間接的に同時減速させられることを意味する。
【００１９】
本発明に基づいて常用ブレーキを収容するために設けられたドライブトレーンを改装することによって、異なる製造業者の既存の常用ブレーキを本発明に基づくハイドロリターダによって置き換えることができる。それは、そのジオメトリー、設置ポジションおよびインターフェースに関して、交換される常用ブレーキの構造には無関係である。本発明に基づくリターダのハイドロコンポーネントは、好ましくは、本来設けられていた常用ブレーキと同じ場所に合同様式では設置されないので、ハイドロコンポーネントを、交換される常用ブレーキのインターフェースに対して直接的に調整する必要はない。この結果、ハイドロコンポーネントの形態に関して、特にその幾何学的寸法および必要なパワーに関して、標準化された実施形態を使用できる。常用ブレーキと肩を並べるために所望のパワーへの調整は、単にパワーテークオフモジュールの調整によって実現できるが、これを介して、ハイドロコンポーネント(これは、今や、ドライブトレーンのサイドブランチに配置されている)が駆動される。この結果、ハイドロコンポーネントの多様性および開発コスト、生産コストおよび保管コストが低減される。
【００２０】
好ましくは、本発明に基づくハイドロリターダは、その制動および／または熱放出パワーに関して、それが実質的に置き換えられた常用ブレーキの個々のパワーに対応するような寸法とされる。こうして、本発明に基づくハイドロリターダが、実質的に、交換されるかあるいは取り外される常用ブレーキと同じ制動トルクを供給することが保証される。
【００２１】
置き換えられた常用ブレーキのパワーあるいはその他のパワー要求に対する、今やドライブトレーンのサイドブランチに配置されたハイドロリターダのパワーの調整は、有利なことには、パワーテークオフモジュールに設けられたギアホイール対のギア比および／またはジオメトリーを変化させることによって行える。
【００２２】
既存のコンポーネント、特に空気圧、油圧および／または電気ライン、バルブおよび／または置き換えられた常用ブレーキを起動させるために設けられた制御デバイスが、有利なことには、ドライブトレーンのサイドブランチのハイドロリターダに供給を行い、かつ／または、それを制御するために使用できるが、このハイドロリターダは、ここでは、本発明に基づいて使用される。
【００２３】
モジュラー形態の本発明に基づくハイドロリターダは、ハイドロモジュールを備えるが、これはブレード付きローターおよびブレード付きステーターを備えたハイドロコンポーネントを具備し、これは、作動媒体で満たすことがあるいはそれを排出することができるトロイダル型作動チャンバーを画定し、流体力学的循環流をローターからステーターへとトルクを伝達するために形成でき、ローターはハイドロコンポーネントの入力シャフトによって支持される。ハイドロコンポーネントの入力シャフトは、同時に、ハイドロモジュールの入力シャフトを体現できる。
【００２４】
さらに、パワーテークオフモジュールは、ハイドロモジュールとリターダの共通ハウジング内で組み合わされ、かつ、パワーテークオフモジュールは、ギアホイールを備えたパワーテークオフ入力部およびピニオンを備えたパワーテークオフ出力部を具備し、パワーテークオフ出力部はハイドロコンポーネントの入力シャフトによって形成されるか、あるいはそれと駆動接続状態である。
【００２５】
パワーテークオフ入力部は、本発明に基づいて、トランスミッションから突出するトランスミッション出力シャフトあるいは後続のシャフト、特にトランスミッションの二次側のユニバーサルジョイントシャフトの部位を受けるかあるいは接続するために配置される。トランスミッションの二次側とは、駆動モーターからトランスミッションへの、そしてトランスミッション出力シャフトの下流側でのトランスミッション出力シャフトを介した当該トランスミッションからの駆動力の流れに関して、後続のシャフトが配置されることを意味する。
【００２６】
パワーテークオフ入力部は、有利なことには、トランスミッション出力シャフト、後続シャフトあるいは特にユニバーサルジョイントシャフトと接続可能でありかつパワーテークオフモジュールのギアホイールを支持するかあるいはそうしたギアホイールを形成するスリーブによって形成される。特に有利な実施形態によれば、スリーブはトランスミッション出力シャフト上へとスライドし、そしてさらに、ユニバーサルジョイントシャフトなどの後続のシャフトを連結するためのフランジと共に中間シャフトを取り囲むが、この中間シャフトはトランスミッション出力シャフトに接続され、かつ、このトランスミッション出力シャフトと整列状態である。
【００２７】
ハイドロコンポーネントの、特にハイドロモジュールの入力シャフトがパワーテークオフモジュールのピニオンを支持するか、あるいはそうしたピニオンを形成することが有利である。
【００２８】
ある実施形態によれば、増速比が実現されるようにピニオンはギアホイールよりも少ない数の歯を有するが、これは、ハイドロコンポーネントのローターがパワーテークオフ入力部よりも高速で回転することを意味する。
【００２９】
パワーテークオフ入力部あるいはこの入力部を形成するシャフトあるいはスリーブとハイドロコンポーネントの入力シャフトとが互いに平行に延在ことが有利である。
【００３０】
パワーテークオフモジュールを備えた作動媒体モジュールとハイドロモジュールとは、有利なことには、リターダの共通ハウジング内で組み合わされるが、これは、異なるモジュールが共通ハウジングによって取り囲まれることを意味し、ここで、ハウジングはまた、別個の部分ハウジングを有する、複数の部分として配置できる。作動媒体モジュールは、作動媒体用の少なくとも一つの作動媒体コンテナおよび／または作動媒体からの熱を放散させるための熱交換器を備える。別個のバルブあるいは別なアクチュエータを備えた、作動チャンバーを充填するための、そして作動チャンバーを空にするための充填デバイスを作動媒体モジュール内に設けることも可能である。
【００３１】
好ましくは、ハイドロリターダはさらに、このハイドロリターダのパワートランスミッションの開ループあるいは閉ループ制御のための少なくとも一つの制御デバイスを備えた制御モジュールを具備する。有利なことには、この制御デバイスは、特にトランスミッションと関連付けられた別個の制御デバイスとして独立して配置される。好ましくは、制御モジュールは、ハイドロリターダを調整あるいは制御するために置き換えられる常用ブレーキを起動させるために設けられる制御ラインに接続可能である。そうした制御ラインは、たとえば、空気圧、油圧および／または電気ラインであってもよい。
【００３２】
本発明に基づいて配置されたドライブトレーン、特に自動車のドライブトレーンにおいて、モジュラー形態で配置されたハイドロリターダハウジングは、トランスミッションハウジングに対して付加的に配置されたハウジング内に設けられるが、当該ハウジングはパワーテークオフモジュールおよびハイドロモジュールおよび特に作動媒体モジュールなどの上述したさらなるモジュールを取り囲む。ある実施形態によれば、これは、付加的ハウジングがトランスミッションハウジング上に搭載されることを排除しない。モジュラー形態で配置されたリターダのハウジングは、トランスミッションハウジングの二次側のトランスミッションハウジングの外部に、だが、有利なことには、駆動エンジンからトランスミッションへの、そしてさらに下流側ユニットへあるいは駆動輪への駆動力の流れの方向に配置される。
【００３３】
以下、本発明について、実施例として、実施形態および図面を参照して詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１ａ】従来技術に基づく常用ブレーキを備えたドライブトレーンを示す図である。
【図１ｂ】本発明に基づくドライブトレーンを大まかに示す図である。
【図２】ハイドロリターダを備えた本発明に基づくドライブトレーンを通る軸方向断面図である。
【図３】本発明に基づくモジュラー形態のハイドロリターダのコンポーネントの概略図である。
【図４ａ】ドライブトレーンの既存のトランスミッションハウジングに対する本発明に基づくハイドロリターダのアタッチメントを示す図である。
【図４ｂ】ドライブトレーンの既存のトランスミッションハウジングに対する本発明に基づくハイドロリターダのアタッチメントを示す図である。
【図４ｃ】ドライブトレーンの既存のトランスミッションハウジングに対する本発明に基づくハイドロリターダのアタッチメントを示す図である。
【図４ｄ】ドライブトレーンの既存のトランスミッションハウジングに対する本発明に基づくハイドロリターダのアタッチメントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図中、同じ参照数字は同じ要素を指し示している。
【００３６】
図１は従来技術に基づくドライブトレーンを示している。以下のコンポーネント、すなわちトランスミッション４、トランスミッション出力側５を体現するトランスミッション出力シャフト６、分割出力シャフト６のトランスミッション出力フランジ２９、トランスミッション出力シャフト２９に接続されると共に駆動輪３２にアクスルディファレンシャルを介して駆動力を伝達するユニバーサルジョイントシャフト３１、そして、この例ではハイドロリターダの形態で設けられかつユニバーサルジョイントシャフト３１に配置される常用ブレーキ２が、図中で、電気モーターあるいは燃焼エンジンとして配置可能な駆動エンジン２８からのパワー伝達方向において前後に並べられる。常用ブレーキ２は、それゆえ、ドライブトレーン１のメインブランチ３において、トランスミッション４と駆動輪３２との間に配置される。言い換えれば、ユニバーサルジョイントシャフト３１に、あるいは導入出力フランジ２９を介してトランスミッション出力シャフト６へ接続された既存のハイドロリターダの一部(ローター)は、トランスミッション出力シャフト６と同じ速度で回転する。リターダが作動させられたとき、それは、ユニバーサルジョイントシャフト３１を、したがって駆動輪３２を減速させる。
【００３７】
ユニバーサルジョイントシャフト３１に常用ブレーキ２を配置する代わりに、それはまた、トランスミッション出力シャフト６に直接、あるいはトランスミッション出力フランジ２９の領域に配置することができる。
【００３８】
図１ｂは、本発明に基づくハイドロリターダ１４によってハイドロリターダとして、そこに配置された常用ブレーキ２を置き換えた後の図１ａのドライブトレーンを大まかに示している。図は、ハイドロリターダ１４がドライブトレーン１のパワーテークオフ８を形成すると共にトランスミッション４から独立したトランスミッションハウジング３０に取り付けられていることを示している。独立は、パワーテークオフ８がトランスミッションハウジング３０内に配置されないことを、すなわちトランスミッション４自体の中にではなく、別個のリターダハウジング(破線参照)内に配置されることを意味する。望むならば、したがって、オイルリターダあるいはウォーターリターダとしてのリターダ１４の構成に関して、トランスミッション４のトランスミッションオイルおよびハイドロリターダ１４の作動媒体が互いに混ざり合うのを阻止できる。リターダハウジングは、たとえばステーター１２の制動トルクを吸収しかつそれをトランスミッションハウジング３０へと伝達するために、依然としてトランスミッションハウジング３０の上で支持でき、あるいはそれに取り付けることができる。トランスミッション出力フランジ２９は、リターダハウジング内に、あるいはリターダハウジングとトランスミッションハウジング３０との間(図示以外)に、あるいはまた、リターダハウジングに隣接してあるいはその後方にさえ(トランスミッション４の眺めの方向から見たとき)配置可能である。
【００３９】
さらに、本発明に基づくハイドロリターダ１４のローター１１を支持する入力シャフト１０は、パワーテークオフ８を介して、トランスミッション出力シャフト６と駆動接続状態となっている。トランスミッション出力シャフト６および入力シャフト１０は、この例では、互いに平行に配置されている。
【００４０】
図２は本発明に基づくハイドロリターダ１４の好ましい実施形態を示すが、これは、図１に示すようにドライブトレーン中に配置されている。この例では、本発明に基づくハイドロリターダ１４は、個々のモジュールから組み立てられているが、これは、パワーテークオフモジュール１５、ハイドロモジュール１６および作動媒体モジュール１８である。個々のモジュールは、それゆえ、ハイドロリターダ１４の既定の機能ユニットを体現する。
【００４１】
パワーテークオフモジュール１５は、この例では、スリーブ２０を備えるが、このスリーブは、トランスミッション出力側５の上に配置された際に、トランスミッション出力シャフト６の端部の上へとスライドさせられる。スリーブ２０は半径方向に突起を備えるが、その上でギアホイール２１が支持される。ギアホイール２１は周方向にスリーブあるいは突起を取り囲む。ギアホイール２１はまた、スリーブ２０と一体的に配置可能である。トランスミッション出力シャフト６、スリーブ２０およびギアホイール２１は、それゆえ互いにトルクプルーフ様式で配置され、そしてトランスミッション４からパワーテークオフ８へとトルクを伝達するのに使用される。
【００４２】
中間シャフト３３が、トランスミッション４とは反対側に面するスリーブ２０の端部内に導入される。この中間シャフト３３は、トルクプルーフ様式で、たとえばネジ式接続によって、トランスミッション出力シャフト６と接続される。中間シャフト３３はフランジを備えるが、これはトランスミッション出力フランジ２９を形成し、かつ、これはまた、さらなるシャフト、たとえばユニバーサルジョイントシャフト３１(点線)とトルクプルーフ様式で接続される。ユニバーサルジョイントシャフト３１は、駆動輪あるいはユニットのシャフトと駆動接続状態であってもよい。図２に基づく実施形態において、トランスミッション出力シャフト２９は、個々のモジュールと共にハイドロリターダのハウジングの外側に配置される。
【００４３】
パワーテークオフモジュール１５は、部分ハウジング２３および２４によって部分的に取り囲まれる。この例では、部分ハウジング２３および２４は、ハイドロリターダ１４の軸方向および周方向にギアホイール２１およびピニオン２２を取り囲む。これはまた異なっていてもよい。この場合、部分ハウジング２３はさらに、トランスミッションシャフト６、したがってスリーブ２０およびギアホイール２１およびピニオン２２が静止部分ハウジング２３および２４に対して回転するように、トランスミッション４のトランスミッションハウジング３０上に設けられる。特に部分ハウジング２３,２４から外部、特にトランスミッション４へと作動媒体およびオイルが運ばれるのを阻止するために、シールを部分ハウジング２３,２４内に設けることができる。
【００４４】
ハイドロモジュール１６は、入力シャフト１０を備えたハイドロコンポーネント９を具備するが、これはパワーテークオフモジュール１５のピニオン２２を支持し、ピニオン２２はパワーテークオフモジュール１５のギアホイール２１と噛み合っている。ピニオン２２は、入力シャフト１０と、トルクプルーフ様式で、好ましくはそれと一体様式で配置されている。ピニオン２２はまた、入力シャフト１０と別なトルクプルーフ様式で配置されてもよい。
【００４５】
入力シャフト１０は、ピニオン２２とは反対側に面するその端部の領域においてローター１１を支持する。さらに、ステーター１２が設けられるが、これは、ローター１１と共にトロイダル型作動チャンバー１３を形成する。作動媒体の循環流が、リターダ１４を作動させたときに、作動チャンバー１３内に形成され得る。これは矢印１７で示す。この循環流は、トランスミッション出力シャフト６からパワートランスミッションの方向に見たとき、トランスミッションからハイドロコンポーネント９へと、そしてスリーブ２０、ギアホイール２１、入力シャフト１０を経てローター１へと、そしてそこから循環流を経てステーター１２へと駆動パワーを伝達するために、あるいはドライブトレーン１のメイン駆動ブランチから分岐させるために使用され、これによって、ローター１１およびそれと共にトルクプルーフ様式で配置されたシャフトは、リターダ１４が作動させられたとき、減速させられる。
【００４６】
ローター１１およびステーター１２は、ここでは、ハイドロコンポーネント９を形成する。ハイドロリターダ１４は、それが作動させられたとき、メイン駆動ブランチ、すなわちトランスミッション出力シャフト６からの駆動力を、この駆動力がメインブランチへと移送されるかあるいはそれに再び導入されることなく、吸収するので、ハイドロリターダ１４は、パワーテークオフモジュール１５およびハイドロモジュール１６あるいはハイドロコンポーネント９と共に、ドライブトレーン１のサイドブランチを形成する。
【００４７】
上述したように、ハイドロコンポーネント９のローター１１は入力シャフト１０上に、支持されていない様式で設けることが可能であるが、これは、この例では転がりベアリングである一つのそれぞれのベアリングと共にピニオン２２の両側でマウントされる。ピニオン２２の両側のベアリングはハイドロリターダ１４のハウジング内で、特に、部分ハウジング２３および２４内に導入される二つのインナーハウジング要素３４内で支持される。この例では、ハイドロコンポーネント９のステーター１２は、さらなるインナーハウジングコンポーネント３４によって形成されるが、これは、その一部に関して、さらなる部分ハウジング２５によって部分的に取り囲まれている。
【００４８】
ハイドロコンポーネント９は、少なくとも部分的に、ハイドロリターダ１４の軸方向および／または周方向に、さらなる部分ハウジング２５によって取り囲まれている。部分ハウジング２５は、ハイドロリターダ１４のハウジング全体を、部分ハウジング２３および２４ならびにインナーハウジング要素３４と共に形成し、かつ、別個のモジュール、すなわちパワーテークオフモジュール１５、ハイドロモジュール１６および作動媒体モジュール１８を備える。それは、別個のモジュールを単一のリターダモジュール７となるよう組み合わせるが、これは、特に全てのモジュールを完全に収容する別個のリターダハウジング内でトランスミッション４から独立したその自律形態によって特徴付けられる。
【００４９】
ここでは部分的に示す作動媒体モジュール１８は、作動媒体コンテナ１９と、付加的にあるいは代替的に、作動媒体からの熱を放散させるための熱交換器とを備えていてもよい。作動媒体モジュール１８は、したがって、作動チャンバー１２内で流体力学的循環を形成するために適当な温度で十分な量の作動媒体を提供するために、そして作動チャンバー１３から放出された作動媒体を受け取りかつそれを任意選択で冷却するために使用される。リターダモジュール７あるいはリターダ１４は、それゆえ、作動媒体モジュール１８と共に自律した作動媒体供給源を備えるが、この作動媒体供給源は、トランスミッション４のトランスミッションオイル回路とは関係なく、リターダ１４を機能させるための作動媒体を提供する。
【００５０】
以下で詳しく説明するように、作動媒体モジュール１８は、在庫の標準コンポーネントからなると共に個別の設置状況に適応させられた好適なリターダを提供することに関して、可能な限り最も高い融通性を提供するために、特に作動媒体コンテナモジュールおよび熱交換器モジュールを備える、モジュラー様式それ自体で配置可能である。
【００５１】
好ましくは、モジュール１５,１６および１８と、そして任意選択で図示されたインナーハウジング要素３４と関連付けられた部分ハウジング２３,２４および２５は、互いに分離可能に結合される。
【００５２】
ハイドロリターダ１４のアイドル運転におけるパワー損失を抑えるために、ステーター１２に対するローター１１の相対的降下のための手段を図２に示すように設けることができる(入力シャフト１０とローター１１との間で、そこに設けられたスプリング参照)。
【００５３】
本発明に基づくハイドロリターダ１４を、たとえば図１ａに示すように、既存のドライブトレーンに組み込むために、トランスミッション４と既存の常用ブレーキ２との間の駆動接続が切り離される。これは、たとえば、トランスミッション出力シャフト６とユニバーサルジョイントシャフト３１との間の駆動接続を断つことによって、任意選択で、トランスミッション出力シャフト６からトランスミッション出力シャフト２９を切り離すことによってなされる。常用ブレーキ２は、続いて、ドライブトレーン１から取り外される。
【００５４】
第１の部分ハウジング２３は、続いて、トランスミッション出力シャフト６の上でスライドさせられ、かつ、トランスミッションハウジング３０上に設けられる。ギアホイール２１を備えたスリーブ２０は、続いて、トランスミッション出力シャフト６上へとスライドさせられ、そしてトルクプルーフ様式でそれと結合される。その後、さらなる部分ハウジング２４がスリーブ２０の上でスライドさせられ、そして部分ハウジング２３に対して固定される。
【００５５】
ハイドロコンポーネント９は、続いて、入力シャフト１０、ピニオン２２、ベアリングおよびインナーハウジング要素３４と共に設置可能となる。このために、それらは部分ハウジング２３,２４内に挿入され、この結果、入力シャフト１０のピニオン２２はギアホイール２１と噛合状態となる。その後、さらなる部分ハウジング２５がハイドロコンポーネント９の上でスライドさせられ、そして部分ハウジング２３,２４の少なくとも一方に対して固定される。作動媒体モジュール１８は、続いて、部分ハウジング２５に対して取り付けることができる。
【００５６】
最後に、トランスミッション出力シャフト６とユニバーサルジョイントシャフト３１との間の駆動接続が実現される。このために、中間シャフト３３が、一方では、スリーブ２０と共に、そして他方では、ユニバーサルジョイントシャフト３１と共に設けられる。ドライブトレーン１内でのハイドロリターダ１４の設置ポジションに依存して、上記設置ステップの別な手順も可能である。
図示する実施形態では、インナーハウジング要素３４は入力シャフト１０のためのベアリングを支持し、かつ、ハイドロコンポーネント９のステーター１２を形成する。上述したように、入力シャフト１０のためのベアリングを支持する二つのインナーハウジング要素３４は、このために、たとえば一方では部分ハウジング２３および２４と他方では部分ハウジング２５との間でクランプされる。ステーター１２を形成するインナーハウジング要素３４は、それと向き合うと共にベアリングを支持するインナーハウジング要素３４と部分ハウジング２５との間でインターロッキング様式でクランプされ、そして、有利なことには、部分ハウジング２５と共に作動媒体のためのチャネルを形成する。
【００５７】
好ましくは、ギアホイール２１およびピニオン２２はブースターを、すなわち、トランスミッション出力シャフト６の速度に関する増速比を実現する。個々のギアホイール‐ピニオン対の結果として、入力シャフト１０およびローター１１のさまざまな速度およびトルク値が販売者によって設定可能である。これは、ハイドロリターダ１４の制動力を相応に設定できることを意味する。というのは、それは回転するブレード付きホイール(これは、この例では、ローター１１である)の速度に依存するからである。リターダが逆回転リターダとして構成される場合、ステーターの代わりに設けられる逆回転ローターの速度はまた、制動力に対する影響を持つ。
【００５８】
そうした設定によって、個々の数のさまざまなハイドロコンポーネント９を提供することを要さずに、従来技術に基づく一般的なリターダを用いて可能であるよりも、達成可能な制動力に関して、より正確にハイドロリターダ１４を構成することが可能となる。これは、ローター１１を、単に、「高速」あるいは「低速」様式において、個々のギア比で動作させることが可能であるように実現される。この結果、その基準速度に関して、一般に相対的に低いパワー形態を有するハイドロリターダでさえ、より大きな制動トルクを提供でき、逆も同様である。この結果、その制動力に関して精密な分類を可能とするハイドロリターダ１４を提供できる。
【００５９】
図３は、概略図に基づくモジュラー様式で配置されたリターダ１４のためのモジュラー原理に基づく本発明に係る製造方法の一実施形態を示している。結果として、特定の用途に関するコンポーネントにとって個々に好適なフィッテングサイズを利用しかつ採用するために、パワーテークオフモジュール１５、部分ハウジング２３および２４、スリーブ２０、トランスミッション出力フランジ２９およびギアホイール２１と共に中間シャフト２３とに関して、異なるサイズを提供することが可能である。
【００６０】
単に同一のシャフトアクスル距離および／または同一の回路部品がハイドロコンポーネント９のために使用される場合、ベアリングを収容するパワーテークオフモジュール１５のインナーハウジング要素３４は、異なるサイズで、あるいは、有利なことには、さまざまな用途に適合するただ一つのサイズで在庫が保持されてもよく、これについては以下でさらに詳しく説明する。
【００６１】
ある実施形態によれば、パワーテークオフモジュール１５のために異なるサイズで二つの変形例が提供されるが、これは、基本的に、トランスミッション出力シャフト６の二つの側の一方あるいはユニバーサルジョイントシャフト３１へのリターダ１４の選択的配置を可能とするために、互いに鏡反転様式で配置される。
【００６２】
部分ハウジング２５、ローター１１、ステーター１２および入力シャフト１０は、もし望むならば、ハイドロリコンポーネント９のための標準的サイズで在庫を保持することが可能である。ピニオン２２は、他方で、有利なことには、異なるサイズで在庫を保持することができ、ピニオン２２は、この例では、明らかに、パワーテークオフモジュール１５と関連付けられる。
【００６３】
作動媒体コンテナモジュール２６あるいは熱交換器モジュール２７あるいは両方は、任意選択でインターフェースコンポーネント３５を介在させることによって、一つのあるいはいくつかのサイズで実質的にあるいは完全に標準化されたハイドロコンポーネント９に対して選択的に接続できる。作動媒体コンテナモジュール２６および熱交換器モジュール２７の両方は、先に説明した作動媒体モジュール１８を体現し、作動媒体コンテナモジュール２６は適当な作動媒体コンテナ１９を備え、かつ、熱交換器モジュール２７は適切な熱交換器を備え、いずれも特に異なる実施形態において在庫が保持される。標準化された接続はモジュールの構成によってなされるが、異なるサイズおよび／またはジオメトリーの作動媒体コンテナ１９あるいは熱交換器は在庫を保持可能である。
【００６４】
図３は、ボックス内で組み立てられた上記コンポーネントを示すが、これは、したがって、一つあるいはいくつかの標準的な形態で在庫を保持でき、しかも、さまざまなパワークラスを形成するのに適した適当なパワーテークオフモジュール１５を選択することによってトランスミッション４に対して接続できる。
【００６５】
図４ａないし図４ｄは、本発明に基づくハイドロリターダ１４を既存のトランスミッションハウジング３０に取り付けるためのさまざまな可能性を、トランスミッション４のトランスミッション出力側においてトランスミッション出力シャフト６を正面から見て示している。図４ａは、トランスミッション出力シャフト６に隣接して左側に配置された、ブレード付きローターおよびブレード付きステーターを備えたハイドロコンポーネントを備えたハイドロモジュール１６を示している。ハイドロモジュール１６の下方には、それぞれの作動媒体コンテナ(図示せず)を備える作動媒体コンテナモジュール２６が存在し、これに続いて個々の熱交換器(図示せず)を備える熱交換器モジュール２７が設けられている。この例では、作動媒体モジュール１８は二つの(サブ)モジュール、作動媒体および特にオイルを受けるためのもの、および作動媒体からの熱を放散させるためのものから形成される。
【００６６】
同じことは図４ｂに基づく実施形態にも当てはまり、唯一の違いは、この例では、作動媒体モジュール１８(これは作動媒体コンテナモジュール２６および熱交換器モジュール２７を備える)が、やはり右側に配置されるハイドロモジュール１６の下方で、トランスミッション出力シャフト６の右側に配置されていることである。
【００６７】
図４ｃによれば、作動媒体コンテナモジュール２６は、左側にトランスミッション出力シャフト６に隣接するハイドロモジュール１６の下方に配置され、そして熱交換器モジュール２７は、作動媒体コンテナモジュール２６に隣接してトランスミッション出力シャフト６の下方に配置される。
【００６８】
図４ｄの実施形態によれば、作動媒体コンテナモジュール２６は、左側にトランスミッション出力シャフト６に隣接して配置されたハイドロモジュール１６の下方に配置された領域から、コミッション出力シャフト６の下方の領域まで右側へと延在している。熱交換器モジュール２７は、トランスミッション出力シャフト６に隣接する領域において作動媒体コンテナモジュール２６から上方に延在するようトランスミッション出力シャフト６の右側に配置されている。
【００６９】
本発明は、以下の特徴の一つ以上によって、さまざまなパワークラスの結果としての広範な変化を補償することを可能とする。
・特にギアホイールとピニオンとの間の一定の軸方向距離に伴う、パワーテークオフモジュール１５における、さまざまな速度ステップ
・さまざまな寸法とされた熱交換器モジュール２６
・さまざまな起動パラメーター、特に作動チャンバー１３内の作動媒体に対して加えられる変動する制御圧力
・作動チャンバー１３内に流入するかあるいはそこから流出する作動媒体の流入口制御あるいは流出口制御の場合の、さまざまなスロットリングあるいはスロットル寸法
・オフラインリターダ(サイドブランチにおけるリターダ)によるインラインリターダ(ドライブトレーンのメインブランチにおけるリターダ)の代替
【符号の説明】
【００７０】
１  ドライブトレーン
２  常用ブレーキ
３  メインブランチ
４  トランスミッション
５  トランスミッション出力側
６  トランスミッション出力シャフト
７  リターダモジュール
８  パワーテークオフ
９  ハイドロコンポーネント
１０  入力シャフト
１１  ローター
１２  ステーター
１３  作動チャンバー
１４  ハイドロリターダ
１５  パワーテークオフモジュール
１６  ハイドロモジュール
１７  循環流
１８  作動媒体モジュール
１９  作動媒体コンテナ
２０  スリーブ
２１  ギアホイール
２２  ピニオン
２３,２４,２５  部分ハウジング
２６  作動媒体コンテナモジュール
２７  熱交換器モジュール
２８  駆動エンジン
２９  トランスミッション出力フランジ
３０  トランスミッションハウジング
３１  ユニバーサルジョイントシャフト
３２  駆動輪
３３  中間シャフト
３４  インナーハウジング要素
３５  インターフェースコンポーネント
【図１ａ】
2013517181.tif 000003
【図１ｂ】
2013517181.tif 000004
【図２】
2013517181.tif 000005
【図３】
2013517181.tif 000006
【図４ａ】
2013517181.tif 000007
【図４ｂ】
2013517181.tif 000008
【図４ｃ】
2013517181.tif 000009
【図４ｄ】
2013517181.tif 000010
【国際調査報告】
2013517181.tif 000011
2013517181.tif 000012
2013517181.tif 000013
2013517181.tif 000014