(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝動装置入力軸（１１）ならびに伝動装置出力軸（１２）と、
二つの異なる速度領域用の二つの牽引作動循環路を形成するための二つの流体力学式構成部材、すなわち、流体式の回転数／トルクコンバータ（３）として形成された第一の流体力学式構成部材ならびに流体継手（４）として形成された第二の流体力学式構成部材と、
前記流体式の回転数／トルクコンバータ（３）ならびに前記流体継手（４）を駆動するための、伝動装置入力軸（１１）に連結されたハイギアセットとを有し、
前記流体式の回転数／トルクコンバータ（３）がリバースギアセット（２２）を介して前記伝動装置出力軸（１２）に結合されてなり、
前記流体式の回転数／トルクコンバータ（３）と前記流体継手（４）とは、互いに平行に配置されるとともに、前記伝動装置入力軸（１１）と前記伝動装置出力軸（１２）との間の軸方向に関するずれが全く無いか又は極僅かしかないように配置され、
前記流体式の回転数／トルクコンバータ（３）は、第一の一次軸（１８）に回転が拘束された状態で結合されているポンプインペラ（５）と、第一の二次軸（２０）に回転が拘束された状態で結合されているタービンライナ（６）と、ステータ（７）とを少なくとも一つずつ有し、
前記流体継手（４）は、第二の一次軸（１９）に回転が拘束された状態で結合されているポンプインペラ（８）と、第二の二次軸（２１）に回転が拘束された状態で結合されているタービンライナ（９）とを有し、
流体式リターダ（３５）として形成された流体式制動装置を有し、
前記流体式リターダ（３５）は、長さに関して支障ないように伝動装置ケーシング（３８）内に収容され、即ち、前記伝動装置出力軸（１２）に連結されたアウトプットシャフトフランジ（４５）の軸方向位置に影響しないように配置されてなる、
低床部を有する鉄道車両の床下駆動機構に用いるための流体式２段ターボ形伝動装置において、
前記流体継手（４）は、前記リバースギアセット（４）を介して前記伝動装置出力軸（１２）に結合され、
前記二次軸（２０，２１）は、前記リバースギアセット（２２）に結合され、このとき、前記第一の二次軸（２０）は、少なくとも一つの連結平歯車（２５）を介して前記リバースギアセット（２２）に結合され、前記第二の二次軸は、直接に前記リバースギアセット（２２）に連結され、
前記流体式リターダは、前記流体式の回転数／トルクコンバータに対して同軸に配置されていることを特徴とする流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項２】
前記流体式の回転数／トルクコンバータ（３）と前記流体継手（４）とは、同一水平面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項３】
前記伝動装置入力軸（１１）と前記伝動装置出力軸（１２）とは、垂直方向に互いにずれた状態で配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項４】
前記伝動装置出力軸（１２）は、前記伝動装置入力軸（１１）と前記伝動装置出力軸（１２）との間における垂直方向に関して注目すると、前記伝動装置入力軸（１１）の上方に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項５】
前記伝動装置入力軸（１１）と前記伝動装置出力軸（１２）とは、概ね垂直方向に揃えられた共通の平面内に配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項６】
前記伝動装置入力軸（１１）と前記伝動装置出力軸（１２）とは、水平方向に関して注目すると、互いに平行に所定間隔を隔てて配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項７】
前記一次軸（１８，１９）は、前記ハイギアセットの出力側に連結されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項８】
前記ハイギアセット（１４）は、伝動装置入力軸（１１）に回転が拘束された状態で結合されたハイギア歯車（１５）と、前記一次軸（１８，１９）に回転が拘束された状態で結合可能とされたそれぞれ一つのハイギアピニオン（１６，１７）とを備えていることを特徴とする請求項７に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項９】
個々の前記ハイギアピニオン（１６，１７）と、これらに対応するそれぞれの前記一次軸（１８，１９）とは、別個の構成部材から形成され、互いに非確動式および／または確動式に結合されていることを特徴とする請求項８に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項１０】
個々の前記ハイギアピニオン（１６，１７）と、これらに対応するそれぞれの前記一次軸（１８、１９）との間の結合は、解除可能とされていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項１１】
個々のハイギアピニオン（１６，１７）と、これらに対応するそれぞれの前記一次軸（１８，１９）とは、一体に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項１２】
前記リバースギアセット（２２）は、二つの平歯車列、すなわち、第１平歯車列（２３）及び第２平歯車列（２４）を有し、
回転方向を逆転するための手段（３２）を有し、該手段は、牽引駆動及び逆転駆動に於いて前記両方の平歯車列（２３，２４）を互いに結合させることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項１３】
前記第１平歯車列（２３）は、前記第二の二次軸（２１）に回転が拘束された状態で結合されている平歯車（２６）と、この平歯車ならびに前記連結平歯車（２５）に噛み合う中間歯車（２７）を備え、
前記第２平歯車列（２４）は、前記第１平歯車列（２３）の前記中間歯車（２７）に対して同軸に設けられた第１平歯車（２８）と、前記第二の二次軸（２１）に回転が拘束された状態で結合されている前記平歯車（２６）に対して同軸に配置された第２平歯車（２９）とを備え、前記第１平歯車および前記第２平歯車は、前記伝動装置出力軸（１２）に回転が拘束された状態で連結されている中間歯車（３０）に噛み合い、
回転方向を逆転するための手段（３２）を有し、該手段は、二つのスライドスイッチシャフト（３３，３４）を備えていて、これらのスライドスイッチシャフトは、前記第１平歯車列（２３）の中間歯車（２７）及びこの中間歯車に対して同軸に配置された前記第２平歯車列の平歯車（２８）か、あるいは、前記第二の二次軸（２１）に回転が拘束された状態で結合された平歯車（２６）かを、前記第２平歯車列（２４）の平歯車（２９）に選択的に結合させることを特徴とする請求項１２に記載の流体式２段ターボ形伝動装置。
【請求項１４】
駆動装置（４０）と、
前記駆動装置（４０）に連結された、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の流体式２段ターボ形伝動装置（１）と、
駆動対象の車輪に連結可能とされた歯車セット伝動装置（４２）とを備え、
前記流体式２段ターボ形伝動装置（１）は、自在軸継手（４１）を介して前記歯車セット伝動装置（４２）の入力軸に連結されている、特に低床部を有する鉄道車両の床下駆動機構に用いられる駆動ユニット。
【請求項１５】
請求項１４に記載の駆動体ユニット（３９）を有する鉄道車両の走行装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体式複数循環路伝動装置（hydrodynamisches Mehrkreislaufgetriebe）、特に、低床部を有する鉄道車両の駆動機構に用いられる２段ターボ形伝動装置（2-Gang-Turbogetriebe）、より具体的には、請求項１の前提部分おいて書き部に記載の特徴を有する２段ターボ形伝動装置、さらには流体式複数循環路伝動装置を有する駆動機構及び鉄道車両の走行装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体式（流体力学式）（hydrodynamisch）の複数循環路伝動装置（流体式複数循環路伝動装置）、特に鉄道車両に用いられるターボ形伝動装置として形成されたものは多くの構成がすでに公知となっている。その代表的なものとして以下のものが挙げられる：
１．独国特許出願公開第４３０７２２２号明細書
２．独国特許出願公開第１８１２６０６号明細書
３．独国特許出願公開第３４１５９０９号明細書
これらの文献には、複数の流体力学的な循環路（循環回路）を介して個々のギア段への動力伝達がなされる伝動装置が記載されている。なお、ターボ形伝動装置とは、複数の液圧式循環路（ハイドロリック循環路）が、それぞれの使用領域が相互に補完するように組み合わされている伝動装置のことである。この補完というのは、例えばターボ形流体回転数／トルクコンバータ（流体式回転数／トルクコンバータ）ないし流体継手（流体力学式クラッチ）といったさらなる液圧式循環路が、一段目の液圧式ギア段（液圧式第１ギア段）より上位へ運転範囲を進行方向に拡大させたり、あるいは、制動ないし逆進行方向の加速に用いられたりすることもあるという意味である。この種の伝動装置は、速度領域の所定の区間数に対する構成に従って、使用する流体式循環路の種類及び数が異なる他、伝動装置構成ユニット（トランスミッションユニット）の駆動軸又は従動軸に対する流体式循環路の配置も異なっている。二つの牽引作動循環路付きの流体式複数循環路伝動装置（流体式複循環路伝動装置）に分類されるタイプは、Ｖｏｉｔｈ出版Ｇ１４５４，３.９６から公知になっている。当出版物に記載されているターボ形伝動装置は、動力車用の２段伝動装置として、トルクコンバータ、流体継手、流体式リターダ及び機械式方向切換部を有して構成されている。充填された循環路、つまり流体式トルクコンバータ（流体力学式トルクコンバータ）ないし流体継手では、作動流体の慣性力によりポンプインペラとタービンライナ間で動力の伝達が行われる。第一段は、流体式（流体力学式）の回転数／トルクコンバータを介して実現される。この場合、動かないステータが、走行状態に応じてポンプインペラとタービンライナ間のトルク差を受け入れ、無段階自動トルク変換を実現する。流体継手は、第二段において作動させられる。そのとき、タービンから与えられるトルクは、ポンプに受け入れられるトルクと常に等しくなる。牽引の間ないし牽引時には、流体式の回転数／トルクコンバータと流体継手との間のギアチェンジは、循環路の充填および開放により、滑らかに、ガタツキや摩耗なく、牽引力の中断無しに自動的に行なわれる。さらに、流体式リターダが摩耗のない制動を可能にする。進行方向の切換は、車両停止時において、油圧（液圧）で操作される方向転換シフトシリンダを有する一体型の機械式の方向転換ギア（方向切換ギア）を用いて行われる。より具体的には、動力は、駆動装置から、例えばねじり弾性による連結部、及びプロペラシャフトないし自在軸継手を介して、ターボ形伝動装置の入力軸へと伝達される。この軸上にはハイギア平歯車（Hochgangstirnrad）が設けられていて、この平歯車が二つのハイギアピニオン（Hochgangsritzel）を介して、両方の液圧式循環路におけるポンプインペラを有する一次軸の双方を作動させる。ポンプインペラは、作動流体の慣性力を利用してタービンライナへ動力を伝達する。このとき、流体式の回転数／トルクコンバータと第２ギア段用流体継手は、これらが低速度領域および高速度領域において同じ機械的なステップダウンをした場合に効率よく動作するように形成されかつ構成されている。流体継手と流体式の回転数／トルクコンバータは、トランスミッション入���軸（伝動装置入力軸）とトランスミッション出力軸（伝動装置出力軸）の間の軸方向に関して注目すると順番に並んでいて、一つの共通軸に主要構成部材が配置され、つまり両者は互いに同軸の関係になっている。しかしながら、この種のトランスミッションユニットは、２段ギアを実現するために軸方向に極端に長い構成になっている。複数循環路伝動装置（複列配管トランスミッション）に連結される駆動装置を有する鉄道車両の床下駆動装置に使用する場合には特に、上記の構造形態が問題になることがある。というのも、車体側の駆動装置の接続部と回転台車内に支承された車輪との間に取れる軸方向のスペースが十分でなく、従って複循環路伝動装置における中央ないし側部従動装置（Mitten- oder Seitenabtrieben）を形成する必要性や、あるいはトランスミッションユニットと駆動装置との然るべきＵ字形又はＶ字形の構成を実現するためのリバーシングギヤを中間に直列接続する必要性が生じるからである。とはいえ、このことは、伝動装置自体への相当な変更か、あるいはリバーシングギヤとして構成された付加的な構成部材を設ける必要が生じること、ひいては伝動装置や駆動機構全体の重量の増加を意味し、相当の形態多様性を来たすことになる。
【０００３】
独国特許発明第１１３７７５４号明細書より、互いに略平行に配置され、軸方向に僅かしかずれていない二つの液圧式循環路を有する流体式複数循環路伝動装置が公知になっている。この場合、これらの循環路は、ハイギアトリオ（Hochgangstrio）を介して互いに接続されている。同様に、このことは、トランスミッションユニット出力側に従動装置を連結する場合にも当てはまる。トランスミッション入力軸と流体継手との間には切換可能な継手が設けられている。これは、動力を純粋に機械的に伝達するためのものである。トランスミッションユニットの全作動領域は、かくして、流体式の回転数／トルクコンバータを用いて実現される第一の流体力学式（流体式）のギア段、及び第二の機械式のギア段から成り、このとき、第１ギア段と第２ギア段との間を移行する場合には、流体継手が作動しており、この流体継手が伝達領域の一部を介して動力を伝達する。その際、このことが同時に、切換可能な継手の作用結合可能な個々の継手部材を同期させるのに役立っている。この構成を用いると、切換可能な継手のための余分の組立スペースを軸方向に常に考慮しなければならない。その上、この構成では、回転方向の逆転が不可能である。
独国特許出願公開第３４１５９０９号明細書より、２段ターボ形伝動装置として形成された流体式複数循環路伝動装置が公知になっている。この伝動装置も、トランスミッション入力軸ならびにトランスミッション出力軸と、二つの異なる速度領域用の二つの牽引作動循環路を形成するための二つの流体式構成部材、すなわち、流体式の回転数／トルクコンバータとして形成された第一の流体式構成部材ならびに流体継手として形成された第二の流体式構成部材とを備えている。上記トランスミッション入力軸に、上記流体式構成部材の双方を駆動するためのハイギアセットが連結されている。上記流体式の回転数／トルクコンバータは、リバースギアセットを介してトランスミッション出力軸に結合されている。両方の流体式構成部材は、互いに平行に配置され、トランスミッション入力軸とトランスミッション出力軸との間の軸方向に関して注目すると、軸方向に全くずれが無いか又は極僅かしかずれがないように配置されている。これら流体式構成部材のいずれも、一次軸に回転が拘束された状態で結合されたポンプインペラと二次軸に回転が拘束された状態で結合されたタービンライナとを少なくとも一つずつ備えている。さらに、トランスミッションユニット内に、流体式リターダとして形成されている流体式制動装置が設けられている。このリターダは、トランスミッションケーシング内に、長さに関して支障のないように配置され、つまりは、トランスミッション出力軸に連結されたアウトプットシャフトフランジの軸方向の位置に影響がないように配置されている。さらに、リバースギアセットが設けられているが、但しこのギアセットは、主トランスミッション（Grundgetriebe）にフランジ固定されている。個々のギア段を実現するために、付加的な機械式の伝達装置が設けられるため、トランスミッション全体が軸方向に非常に長くなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、上述の類の流体式複循環路伝動装置、なかでも二つの牽引作動循環路を実現するための二つの流体力学式構成部材（流体式構成部材ないしターボ形流体構成部材）を有する２段ターボ形伝動装置について、上記欠点を回避し、特に、回転方向の逆転や制動トルクの生成等といった多数機能を同時に実現させながらも、トランスミッションユニットに対して水平ならびに垂直方向に最小限の組立スペースで済むようにし、そしてその結果、特に鉄道車両に使用するために、伝動装置自体を変更しなくてもよいように、つまり、駆動装置との連結、あるいは通常シャフトを介して後置される輪軸伝動装置の入力軸への連結を変更しなくてもよいように、このトランスミッションユニットを容易に駆動機構に組み込むことができるように開発、改良することにある。伝動装置の構成は、利用可能な組立スペースに関して、様々な周辺要求を有する多数の駆動機構に対して適したものでなければならず、そしてそれによって、個々の部材の結合およびそれに伴う駆動機構の個々の構成要素に必要な形態に関して、形態多様性を軽減することに寄与するものでなければならない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による解決手段は、請求項１、請求項１４及び請求項１５の特徴部分の記載に示されている。好ましい実施形態は、従属請求項に与えられている。
【０００６】
トランスミッション入力軸ならびにトランスミッション出力軸を有する２段タービン伝導装置として形成された流体式複数循環路伝動装置は、二つの異なる速度領域用の二つの牽引作動循環路を形成するための二つの流体力学式構成部材、すなわち、流体式の回転数／トルクコンバータとして形成された第一の流体力学式構成部材ならびに流体継手として形成された第二の流体力学式構成部材とを有している。流体式の回転数／トルクコンバータならびに流体継手を駆動するための、トランスミッション入力軸に連結されたハイギアセットが設けられている。さらに、流体式回転数／トルクコンバータと流体継手は、リバースギアセット（Wendeschaltsatz）を介してトランスミッション出力軸に結合されている。本発明によれば、流体力学式構成部材の双方、つまり流体式回転数／トルクコンバータと流体継手は、互いに平行な関係にあり、トランスミッション入力軸とトランスミッション出力軸との間における軸の方向に関して、ずれが全く無いか、あるいは極僅かしかないように配置されている。なお、流体力学式構成部材の双方は、同一水平面に配置されていることが好ましい。つまり、流体力学式構成部材の双方は、軸方向に関して前後関係になく、概ね、水平方向に於けるトランスミッション入力軸に対する垂線と垂直方向に於けるトランスミッション入力軸に対する垂線とで記述することができる共通の平面の範囲内、ないし共通の平面内に配置されている。この配置であれば、流体力学式構成部材の配置を極めて短い構造形態にすることができる。
【０００７】
軸方向に関して個々の流体力学式構成部材に後置されているのは、トランスミッション出力軸に連結されているリバースギアセットである。このリバースギアセットは、従来技術に係る２段を有する複循環路伝動装置の構成とは異なり、軸方向に付加的な組立スペースを必要としない二つの平歯車列を用いて実現される。両方の平歯車列の個々の部材間の連結により、トランスミッション出力軸における様々な回転方向が実現される。その場合、リバースギアセットは、二つの二次軸の一方には直接連結されているが、もう一方には連結歯車、好ましくは連結平歯車を介して連結されている。
【０００８】
具体的構造として、流体式の回転数／トルクコンバータは、第一の一次軸に回転が拘束された状態で結合されているポンプインペラ、第一の二次軸に回転が拘束された状態で結合されているタービンライナ、及びステータを少なくとも一つずつ有している。流体継手は、第二の一次軸に回転が拘束された状態で結合されているポンプインペラ、及び第二の二次軸に回転が拘束された状態で結合されているタービンライナを有している。
【０００９】
従動部材の連結、特に個々の流体式構成部材のタービンライナとトランスミッション出力軸との連結は、タービン軸に回転が拘束された状態で結合されている二次軸及びリバースギアセットを介して行われる。このリバースギアセットは、二つの平歯車列、即ち第１平歯車列と第２平歯車列を有し、このとき、動力の流れの方向を変更してそれにより回転方向を切り換えるために、第１及び第２平歯車列の間の個々の部材間を連結するための手段が設けられている。ここで、第１平歯車列は、二次軸に回転が拘束された状態で結合された平歯車と、もう一方の第二の二次軸を連結平歯車を介してリバースギアセットに結合させる際に中間歯車として働くさらに一つの平歯車とから形成されている。他方、第２平歯車列は、トランスミッション出力軸に回転が拘束された状態で連結されている中間歯車と噛み合いながらそれぞれ第１平歯車列の中間歯車と同軸の平歯車ならびに流体継手のタービンライナに結合された二次軸に連結された平歯車と同軸の平歯車という二つの平歯車によって、第１平歯車列に対して水平方向にずらされた状態で形成されている。その場合、回転方向の切換ないし逆転を実現させるための手段には、例えば二つのスライドスイッチシャフトが備えられている。好ましくはこれらが平行に、即ち軸方向に互いにほぼ位置ずれなく配置されていて、それらはそれぞれ第１平歯車列の中間歯車ならびにそれと同軸に配置された第２平歯車列の平歯車を、又は第二の二次軸に回転が拘束された状態で結合された平歯車を、それに同軸に配置された第２平歯車列の平歯車に選択的に結合させる。
【００１０】
リバースギアセットを継手に接合させ、流体式の回転数／トルクコンバータを連結平歯車を介してリバースギアセットに連結させることによって、リバースギアセットの部材をコンバータに連結された二次軸に平行に配置することが可能となり、これにより、コンバータに連結された二次軸が長くなっても軸方向にリターダを配置するための十分な組立スペースが存在し、リターダがトランスミッションユニットの長さをさらに長くさせることにならない。その結果、リターダは、リバースギアセットに平行に配置させることができ、軸方向に関して、リバースギアセットの軸方向の長さをはみ出さないか、あるいは極僅かしかはみ出さない。
【００１１】
さらに、流体式リターダをトランスミッションケーシング（伝動装置ケーシング）内に一緒に組み込むか、あるいはトランスミッションケーシング内にリターダ収容のための然るべき突出部を設ければ非常に有利である。このとき、このリターダ、特にその回転インペラは、連結平歯車を介してリバースギアセットに連結されている流体力学式構成部材の二次軸に、好ましくは回転が拘束された状態で連結されている。この結果、流体式リターダは、長さに関して支障のないようにトランスミッションケーシングに組み込むことができ、あるいは当該ケーシングにフランジ固定することができる。長さに関して支障がないとは、リターダないしその外側寸法がアウトプットシャフトフランジと接触しないこと、又はリターダの配置がアウトプットシャフトフランジの軸方向の配置に影響を与えないということである。第一の二次軸は、連結平歯車を介してリバースギアセットに結合させることが好ましい。即ち、流体式リターダの回転インペラは、流体式回転数／トルクコンバータの二次軸に連結され、したがって、第２平歯車列がない伝動装置の部分に配置される。この実施形態により、短い構造長さが可能になる。
【００１２】
特に、牽引構成部材のトルク／回転数コンバータ及び流体継手の配置、流体式リターダの長さに関しての支障ない配置、及び従動部の配置、つまりトランスミッション入力軸に対して垂直方向にずらした方向のトランスミッション出力軸の配置の特徴を組み合せることによって、軸方向に非常に短い構造のトランスミッションユニットを構成することができる。
【００１３】
本発明のさらなる観点において、トランスミッション出力軸は、トランスミッション入力軸と平行とされているが、垂直方向において、このトランスミッション入力軸に対してずらされた状態で配置されている。この実施形態によれば、特に低床式の乗り物に駆動装置を用いる場合に、自由に使える組立スペースを最大限生かしながら接続部材に最適状態で結合させることができる。その際、以下に述べるような制限状態のいずれにも、長さ寸法の非常に短い本発明に係る複循環路伝動装置を用いて上手く対処することが可能となる：
―  共通の水平面へ投射した場合のトランスミッション入力軸とトランスミッション出力軸の同軸配置、即ち垂直方向にはずれているが、水平方向には全くずれが無いか又は殆どずれのない平行配置
―  水平方向に大きなずれのある平行配置
【００１４】
一次軸は、ハイギアセットの出力側に連結されており、他方、二次軸は、リバースギアセットに連結され、そのとき、第一の二次軸は連結平歯車を介して、また、第二の二次軸は直接リバースギアセットに連結されている。個々の液圧式循環路の駆動は、双方に対して設けられた一つのハイギアセットにより行われ、このハイギアセットは、好ましくは三つの平歯車を有している。このとき、第１平歯車、いわゆるハイギア平歯車は、トランスミッション入力軸に回転が拘束された状態で結合されている。この平歯車は、回転が拘束された状態で少なくとも間接的に一次軸に結合されている対応するハイギアピニオンに噛合している。その際、ピニオンと各一次軸とは、摩擦、重さ、弾性といった力による非確動式の結合（kraftschluessige Verbindung）および／または嵌め合いといった確動式の結合（formschluessige Verbindung）によって回転が拘束された状態で連結することができるか、あるいはピニオンと一次軸とを一体に構成することにより連結することができる。これに代わる構成として、ピニオンと一次軸との間で選択的に回転が拘束された結合を可能にする然るべき制御部材を設けることもできる。
【００１５】
本発明の解決手段は、トランスミッションユニットの基本構造について述べているだけであり、この基本構造は、さらに付加的な機能的な部材によって補うこともできるが、それに関してはここでは詳細には立ち入らない。但し、このことは、当業者の判断によることが必要となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき詳述する。
【００１７】
図１ａは、図１ｂによる本発明に係る複循環路伝動装置１（複数循環路伝導装置）、特に２段ターボ形伝動装置２を前方から見た図の切断面Ａ−Ｂを参照して、その構造及び動作原理を示す図である。複循環路伝動装置１とは、複数の液圧式循環路が、それぞれの利用範囲を相互に補完するように組み合わされているトランスミッションユニットのことである。ターボ形伝動装置に於ける補完というのは、さらに他の液圧式循環路が液圧式第１ギア段より上位に運転範囲を進行方向に拡大させることである。複循環路伝動装置１は、異なった速度領域を有するそれぞれのギア段において動力伝達を実現するために、流体式回転数／トルクコンバータ３（流体式の回転数／トルクコンバータ）と流体継手４とによって形成される二つの液圧式牽引作動循環路を有している。この流体式回転数／トルクコンバータ３は、ポンプインペラ５、タービンライナ６及び少なくとも一つのステータ７を備えている。なお、流体式回転数／トルクコンバータ３は、ポンプインペラとタービンライナの間のステータ７の配置については、流れの導き方との関連で別の構成にすることができる。流体式回転数／トルクコンバータは、ギア範囲において得ようとしている特性や使用の事情に応じて具体的に選択される。流体継手４は、少なくとも一つのトーラス形作動室１０を協働して形成するポンプインペラ８及びタービンライナ９を有している。上記コンバータ及び継手のいずれも、本発明により、トランスミッション入力軸１１からトランスミッション出力軸１２への軸方向に関して注目すると互いに平行であり、軸方向におけるずれが概ね無いか、あるいは極僅かしかない状態で配置されている。軸切断面に対して通常は垂直に揃えられた一つの共通の水平面内における配置が行なわれることが好ましい。つまり、ずれのない状態で直に、各ポンプインペラの回転軸に対する複数の垂線で描ける一平面内における配置がなされ、換言すれば、側面から見ると互いに前後した配置がなされることが好ましい。流体式回転数／トルクコンバータ３及び流体継手４の双方は、少なくとも間接的に、トランスミッション入力軸１１及びトランスミッション出力軸１２に回転が拘束された状態で結合されている。各流体式循環路、すなわち流体式回転数／トルクコンバータ３及び流体継手４をトランスミッション入力軸１１に連結するための手段１３が、連結を実現するために設けられている。この手段１３は、三つの歯車から成るハイギア１４を備えている。このハイギアセットは、ハイギアピニオン１６，１７と噛み合う特に平歯車として形成されたハイギア歯車１５（Hochgangsrad）を少なくとも一つ有している。ここで、ハイギアピニオン１６は、流体式回転数／トルクコンバータ３のポンプインペラ５に連結された一次軸１８に、回転が拘束された状態で結合可能とされている。第二のハイギアピニオン１７は、流体継手４のポンプインペラ８に連結された第二の一次軸１９に、回転が拘束された状態で結合可能とされている。流体式回転数／トルクコンバータ３のタービンライナ６及び流体継手４のタービンライナ９に連結された二次軸、すなわち第一の二次軸２０及び第二の二次軸２１は、リバースギアセット２２を介してトランスミッション出力軸１２に結合されている。このリバースギアセットは、第１平歯車列２３及び第２平歯車列２４を有している。上記第１平歯車列２３は、互いに噛み合う二つの平歯車２６，２７を有している。平歯車２６は、第二の二次軸２１に回転が拘束された状態で結合されている。第一の二次軸２０と第１平歯車列２３との、ひいてはリバースギアセット２２との結合は、連結平歯車２５を介してなされ、この連結平歯車２５は、二次軸２０，２１に連結されている二つの平歯車２５，２６間の中間歯車として機能して以後中間歯車２７と称される平歯車２７に噛合している。第２平歯車列２４は、互いに噛み合う三つの平歯車、即ち第１平歯車２８、第２平歯車２９及び第１平歯車２８とも第２平歯車２９とも噛み合う中間歯車３０を備えている。ここで、中間歯車３０は、回転が拘束された状態でトランスミッション出力軸１２に結合されている。第２平歯車列２４の平歯車２８，２９の双方は、中間歯車２７に対して同軸に配置され、また、第二の二次軸２１に連結されている第１平歯車列２３の平歯車２６に対して同軸に配置されている。リバースギアセット２２は、回転方向の逆転用として手段３２を有している。この手段は、スライドスイッチシャフト（Schiebeschaltwelle）の付いた二つのシフトシリンダ（Schaltzylinder）、即ちスライドスイッチシャフト３３の付いた第１シフトシリンダ及びスライドスイッチシャフト３４の付いた第２シフトシリンダを有している。二つのスライドスイッチシャフトは、それらの位置に応じて第１平歯車列２３から第２平歯車列２４への動力伝達を可能にする。第１スライドスイッチシャフトは、このとき第１平歯車列２３の中間歯車２７と第２平歯車列２４の第１平歯車２８に対して設けられ、他方、第２スライドスイッチシャフト３４は、第２平歯車２６と第２平歯車列２４の平歯車２９に対して設けられている。なお、スライドスイッチシャフト３３，３４は、互いに平行に配置されている。トランスミッション入力側（伝送装置入力側）からトランスミッション出力側（伝送装置出力側）に向けてのそれらの軸方向の延びの長さは、最小限に制限されている。このとき、各速度領域に於ける動力伝達は次のように行なわれる：  通常、駆動装置に連結可能なトランスミッション入力軸１１は、当該駆動装置によって駆動される。トランスミッション入力軸１１上に設けられた、３歯車式ハイギア１４のハイギア平歯車１５は、ハイギアピニオン１６，１７を介して、流体式回転数／トルクコンバータ３のポンプインペラ５及び流体継手４のポンプインペラ８がそれぞれ回転が拘束された状態で連結されている一次軸１８，１９を駆動する。その場合、ポンプインペラ５，８は、作動流体の慣性力により、対応するタービンライナ、即ち流体式回転数／トルクコンバータ３のタービンライナ６、及び流体継手４のタービンライナ９に動力を伝達する。第１ギア段での動力伝達は、流体式回転数／トルクコンバータ３を介して、第２ギア段での動力伝達は、流体継手４を介して実現される。このとき、流体式回転数／トルクコンバータ３と流体継手４は、リバースギアセット２２における同じ機械的ギヤ比の場合に、低速側及び高速側の速度領域に於いてこれらが効率よく動作するように形成さ��かつ構成されている。タービンライナ６ないし９から、対応する二次軸２０ないし２１への動力伝達、そしてこれら二次軸からトランスミッション出力軸１２への動力伝達は、リバースギアセット２２の平歯車列２３，２４を介して、トランスミッション出力軸１２へと、直接に行なわれる、あるいは連結平歯車２５を間に直列に接続して行なわれる。この場合、トランスミッション出力軸１２の回転方向を決めるのは、二つのスライドスイッチシャフト３３，３４の位置である。第２スライドスイッチシャフト３４が操作されて、第１平歯車列２３の平歯車２６と第２平歯車列２４の平歯車２９とが回転が拘束された状態で結合させられると、第１ギア段において、トランスミッション入力軸１１から流体式回転数／トルクコンバータ３を経由して第一の二次軸２０へ、そしてそれに伴い第１連結平歯車２５へ、そして中間歯車２７、第１平歯車列２３の平歯車２６へ、さらにはこの歯車からこれに回転が拘束された状態で連結されている第２平歯車列２４の平歯車２９へ、そして、この歯車に噛み合っていて、トランスミッション出力軸１２に回転が拘束された状態で結合されている中間歯車３０へと動力が伝達される。トランスミッション入力軸から流体継手を経由する動力伝達は、第２ギア段において、第１切換位置にある第２スライドスイッチシャフト３４を介して回転が拘束された状態で二次軸２１に連結されている平歯車２６を用いて第２平歯車列２４の第２平歯車２９及び中間歯車３０へと行なわれる。両ギア段に於ける反転動作の際には、動力の流れは、中間歯車２７と第２平歯車列２４の第１平歯車２８との間の回転が拘束された連結を可能にする第１スライドスイッチシャフト３３の位置によって制御される。このとき、各ギア段においては、それぞれ駆動中の流体力学式の構成部材、つまり流体式回転数／トルクコンバータ３又は流体継手４だけが充填されている。
【００１８】
ここで、トランスミッション出力軸１２は、軸切断面に関して注目するとトランスミッション入力軸に対して略同軸に配置されているが、垂直方向に関して注目するとほぼ重なり合っていることが好ましい。即ち、軸切断面によって特徴付けられる共通の平面の領域内に配置されることが望ましく、この平面は、トランスミッション入力軸ないしトランスミッション出力軸の理論的な延長線と、垂直方向におけるこれらの軸に対する垂線の理論的な延長線とによって特徴付けられている。この配置により、水平方向にも垂直方向にも場所を取らない組み立て方が可能になる。もっとも、水平方向にずらした配置も考えられる。このずらし方は、組み込みの条件、即ち特にパワートレインの他の部材のために予め与えられる接続条件を考慮して選定され、リバースギアセットの平歯車の相応に設計することによって実現される。
【００１９】
図１ａに示された伝動装置１の場合、好ましくもリバースギアセット２２は、流体継手４の後に配置され、その際、リバースギアセット２２の伝動部分、本実施形態においては平歯車２６とされているが、この伝導部分との間における結合が、第二の二次軸２１と平歯車２６との間の回転が拘束された結合によって、動力伝達及び回転数／トルク変換に関与するその他の構成要素を中間に接続させることなしに、いわば直接的に行なわれる。この結合は、様々な仕方で実現することができる。流体式回転数／トルクコンバータ３を、リバースギアセット２２を間に直列接続させながらトランスミッション出力軸１２へ結合させるため、第一の二次軸２０とリバースギアセット２２との連結のために連結平歯車２５が設けられている。この配置によれば、軸方向において一層短く構成されている流体継手の後方にリバースギアセットが配置されているので、場所の取らない非常にコンパクトな構造形態が可能となる。
【００２０】
本発明のさらなる観点において、複循環路伝動装置１は、流体式制動装置３５を有している。この流体式制動装置は、長さに関して支障のないように第一の二次軸２０に設けられている。即ち、リターダ３５の配置ないし位置が、アウトプットシャフトフランジ４５の軸方向の配置に影響を及ぼすことがない。リターダ３５とアウトプットシャフトフランジ４５は、これらの外側寸法に関して干渉することがない。ここで、リターダの配置は、トランスミッション入力軸１１とトランスミッション出力軸１２との間の軸方向に関して言えば、リバースギアセット２２との結合用に設けられている連結平歯車２５の後側になる。なお、流体式リターダ３５は、好ましくは第一の二次軸２０に回転が拘束された状態で連結されている回転インペラ３６と、ステータ３７とを備え、このとき、ステータ３７は、好ましくはトランスミッションケーシング３８内に収納されているか又はトランスミッションケーシング自体で構成されている。
【００２１】
図１ｂによる正面図は、流体式回転数／トルクコンバータ３と流体継手４の隣り合うようにして並べられた配置を示している。ここで、トランスミッション入力軸は、流体力学式構成部材の一次軸１８ないし１９に対し水平方向にずらされて配置されている。この配置は、平行となるようになされている。さらに、第一の一次軸１８及び第二の一次軸１９の両一次軸は、特に組み込み位置に関して、共通の水平面に配置されていることも分かる。トランスミッション出力軸１２は、軸方向においてはトランスミッション入力軸１１とともに同一平面に配置されているが、垂直方向にはトランスミッション出力軸に対してずらされている。さらに、個々の動力伝達部材が垂直平面に配置されている以外にも、互いに水平面に配置されているのが分かる。ここで、トランスミッション出力軸１２は、トランスミッション入力軸に対して水平方向にずらされて配置されていることも改めてまた分かるであろう。
【００２２】
本発明に係る構成の複循環路伝動装置は、特に、鉄道車両用としての図２に示す駆動ユニット３９に使用されるが、ここでは特に低床車両に適している。トランスミッション入力軸１１は、駆動装置４０に連結されている。トランスミッション出力軸は、自在軸継手ないしカルダン軸継手４１を介して第一の歯車セット伝動装置４２に結合されている。この第一の歯車セット伝動装置４２は、また、自在軸継手ないしカルダン軸継手４３を介して第二の歯車セット伝動装置４４に結合されている。
【００２３】
本発明による解決手段によれば、極端に短い長さ寸法および高さ寸法が要求される用途に対して複循環路伝動装置を構成することが可能である。その場合、機能を実現するのに必要な構成部材は最小限に抑えられているが、付加的な機能的な構成要素を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  図１ｂによる伝動装置を前方から見たときの図の切断面Ａ−Ｂに関して、本発明による複循環路伝動装置、特にターボ形伝動装置を示す図である。
【図１ｂ】  本発明による複循環路伝動装置、特にターボ形伝動装置の正面図である。
【図２】  鉄道車両用のドライブトレイン、特に低床式の駆動系における本発明に係る複循環路伝動装置の配置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１・・・複循環路伝動装置
２・・・ターボ形伝動装置
３・・・流体式回転数／トルクコンバータ
４・・・流体継手
５・・・流体式回転数／トルクコンバータのポンプインペラ
６・・・流体式回転数／トルクコンバータのタービンライナ
７・・・流体式回転数／トルクコンバータのステータ
８・・・流体継手のポンプインペラ
９・・・流体継手のタービンライナ
１０・・・トーラス形作動室
１１・・・トランスミッション入力軸
１２・・・トランスミッション出力軸
１３・・・トランスミッション入力軸と個々の液圧循環路との連結のための手段
１４・・・３歯車式ハイギア（ハイギアセット）
１５・・・ハイギア歯車
１６・・・ハイギアピニオン
１７・・・ハイギアピニオン
１８・・・第一の一次軸
１９・・・第二の一次軸
２０・・・第一の二次軸
２１・・・第二の二次軸
２２・・・リバースギアセット
２３・・・第１平歯車列
２４・・・第２平歯車列
２５・・・平歯車（連結平歯車）
２６・・・平歯車
２７・・・中間歯車
２８・・・第１平歯車
２９・・・第２平歯車
３０・・・中間歯車
３２・・・回転方向を逆転するための手段
３３・・・スライドスイッチシャフト付き第１シフトシリンダ
３４・・・スライドスイッチシャフト付き第２シフトシリンダ
３５・・・流体式制動装置（流体式リターダ）
３６・・・回転インペラ
３７・・・ステータ
３８・・・トランスミッションケーシング
３９・・・駆動体ユニット
４０・・・駆動装置
４１・・・自在軸継手（カルダン軸継手）
４２・・・第一の歯車セット伝動装置
４３・・・自在軸継手（カルダン軸継手）
４４・・・第二の歯車セット伝動装置
４５・・・アウトプットシャフトフランジ
【図１ａ】
0004703939.tif 000002
【図１ｂ】
0004703939.tif 000003
【図２】
0004703939.tif 000004