Getriebebaueinheiten, umfassend wenigstens einen mechanischen Getriebeteil, ein Anfahrelement und einen hydrodynamischen Retarder mit zugeordneter Steuerung wenigstens zur Einstellung des erforderlichen Bremsmomentes, welcher hinsichtlich seiner Wirkungsweise wenigstens mittelbar auf die Getriebeausgangswelle wirkt, sind in einer Vielzahl von Ausführungen, insbesondere hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der einzelnen Getriebeelemente bekannt. Diese Getriebe können als reine Schaltgetriebe, automatisierte Getriebe oder automatische Getriebe ausgeführt sein. Als Anfahrelemente finden im allgemeinen trockene Reibungskupplungen, hydrodynamische Kupplungen oder hydrodynamische Wandler Verwendung. Während die trockene Reinungskupplung aufgrund des frühzeitigen Verschleißes die Verfügbarkeit der Getriebebaueinheit herabsetzt, sind hydrodynamische Anfahrelemente in der Regel sehr teuer und benötigen viel Bauraum, was sich in der Größe der Getriebebaueinheit niederschlägt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Getriebebaueinheit der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Im Einzelnen ist auf eine Ausführung der Getriebebaueinheit mit möglichst geringem konstruktiven und steuerungstechnischem Aufwand sowie geringem Bauraumbedarf abzustellen. Die Kosten sind gering zu halten. Als weiterer Aspekt ist auf ein sehr komfortables Schaltverhalten, insbesondere bei automatisierten Getriebebaueinheiten, abzustellen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Erfindungsgemäß wird in einer Getriebebaueinheit, umfassend einen echanischen Getriebeteil, ein mit der Getriebeeingangswelle koppelbares Anfahrelement und einen, wenigstens mittelbar auf die Getriebeausgangswelle wirkenden hydrodynamischen Retarder als Anfahrelement ein geregeltes Anfahrelement verwendet. Dem Anfahrelement und dem hydrodynamischen Retarder sind desweiteren eine gemeinsame Steuervorrichtung wenigstens zur Beeinflussung der erzeugbaren oder übertragbaren Leistung zugeordnet, welche wechselweise von den einzelnen Elementen-Retarder oder Anfahrelement-beispielsweise durch Umschaltung genutzt wird. Dies bietet den Vorteil, daß aufgrund der Nutzung der bereits ohnehin vorhandenen und erforderliche Steuer-bzw.

Regelelemente des hydrodynamischen Retarders ein verschleif3frei arbeitendes, geregeltes Anfahrelement mit geringen Kosten und Bauraumbedarf in eine Getriebebaueinheit integrierbar ist. Das Prinzip der hydraulischen Wechselsteuerung basiert dabei auf dem Grundgedanken, daß für Sekundärretarder, d. h. hydrodynamische Strömungsmaschinen, welche in Kratiußrichtung im Traktionsbetrieb hinter der Verbrennungskraftmaschine angeordnet sind, und Anfahrelement zu keiner Zeit die Notwendigkeit einer gleichzeitigen Betätigung besteht, so daß in dem Zeitraum der Nichtnutzung von Retarder oder Anfahrelement die Steuervorrichtung für das jeweilige andere Element-Anfahrelement oder Retarder-zur Verfügung steht.

Als Anfahrelemente finden a) geregelte Turbokupplungen oder b) geregelte Lamellenkupplungen Verwendung.

In einer bevorzugten Ausführung wird eine geregelte Turbokupplung eingesetzt. Bei der Ausführung als Turbokupplung handelt es sich um Strömungskupplungen, welche nach dem Föttinger-Prinzip arbeiten.

Geregelte Turbokupplungen sind Kupplungen, bei denen der Füllungsgrad während des Betriebes beliebig zwischen voller Füllung und Entleerung verändert werden kann, wodurch die Übertragungsfähigkeit der Kupplung einstellbar wird und beim Einsatz in Fahrzeugen beim Fahren gegen die Lastkennlinie eine stufenlose (lastabhängige) Drehzahiregelung der Antriebsmaschine ermöglicht. Die Turbokupplungen können dabei als Kupplungen mit einem torusförmigen Arbeitsraum zwischen Primärschaufelrad und Sekundärschaufeirad oder sogenannte Doppelkupplungen, d. h. mit zwei, von Primärschaufelrad und Sekundärschaufelrad gebildeten torusförmigen Arbeitsräumen ausgebitdet sein. Die Regelbarkeit wird in gleichem Maße wie bei einem hydrodynamischen Retarder über die Beeinflussung des Füllungsgrades des Arbeitsraumes bzw. des Betriebsmittelumlaufes im Arbeitskreislauf realisiert.

Da beide Systeme-hydrodynamischer Retarder und Anfahrelement-als Strömungsmaschine ausgeführt sind, können diese sogar in ein gemeinsam genutztes Betriebsmittelversorgungssytem integriert werden. Das Betriebsmittelversorgungssystem kann bauteitmäßig einem der beiden Elemente-Retarder oder Anfahrelement-zugeordnet sein und mit diesem als Baueinheit vormontiert und als handelbares Modul angeboten werden, was zu einer Verringerung des bereitzustellenden Bauraumes für das jeweils andere Element führt. Als Grundelemente des Betriebsmittelversorgungssytems, welchem die Steuervorrichtung zugeordnet ist, werden wenigstens die folgenden Komponenten angesehen : a) Mittel zur Fördrung des Betriebsmittels, beispielsweise Pumpeneinrichtung b) Mittel zur Beeinflusung des Betriebsmittelumlaufes, beispielsweise in Form eines hydraulischen Steuerblockes

Zusätzlich können Mittel zur Kühlung des Betriebsmittels bzw. Abfuhr von Wärme, beispielsweise in Form von Kühleinrichtungen oder von Wärmetauschern, Druckspeicher und weitere Komponenten vorgesehen werden. Als Pumpeinrichtung findet in der Regel eine Zahnradpumpe Verwendung.

Das Betriebsmittelversorgungssystem selbst kann als a) offener Kreislauf oder b) geschlossener Kreislauf oder c) Kopplung zweier Kreisläufe, welche jeweils separat den einzelnen Elementen zugeordnet sind, ausgeführt sein.

Im Fall b) sind jedoch Mittel vorzusehen, welche eine Verschiebung von Betriebsmittel aus dem oder den Arbeitsräumen und eine Zwischenspeicherung in Speicherräumen, die in den hydrodynamischen Bauelementen integriert sein können, erlauben.

Im Fall c) werden die einzelnen Kreisläufe miteinander gekoppelt, wobei die Grundelemente vorzugsweise in der Kopplung integriert sind.

Prinzipiell werden zwei Möglichkeiten der Integration der einzelnen zur Steuer-bzw. Regelbarkeit erforderlichen Komponenten in Anfahrmodul und Sekundärmodul (Retardermodul) unterschieden : a) Hauptmodul Turbokupplung und Zusatzmodul Sekundärretarder b) Hauptmodul Sekundärretarder und Zusatzmodul Turbokupplung Im erstgenannten Fall erfolgt die Integration von Turbokupplung, Wärmetauscher, hydraulischem Steuerblock, Pumpeinrichtung, Druckspeicher zu einem kompletten Anfahrmodul. Vorzugsweise ist zusätzlich auch eine OberbrOckungskupplung mit im Anfahrmodul integriert.

Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Turbokupplung dabei mit sehr kleinem Durchmesser für einen großen erforderlichen Schlupf bei Nennmoment ausgelegt werden kann und eine gute Regelbarkeit bei kleinen Drehmomenten aufweist. Der hydrodynamische Retarder kann in diesem Fall in sehr platzsparender Weise im Bereich des Getriebeausganges angeordnet werden, da dieser als Modul nur die notwendigen Retarderkreislaufteile enthält, in der Regel nur Rotorschaufelrad und Statorschaufeirad.

Im zweiten Fall, d. h. der Ausbildung des hydrodynamischen Retarders ais Hauptmodul kann der Anfahrmodul nur mit Turbokupplung oder evt. zusätzlich mit Überbrückungskuppiung und Zahnradpumpe sehr klein und leicht ausgeführt werden.

Die Verwendung eines geregelten Anfahrelementes in Form einer geregelten Turbokupplung führt auch zu einer Verbesserung der Schaltqualität wahrend eines Gangwechsels, d. h. des Wechsels zwischen zwei Schaltstufen in der Getriebebaueinheit, umfassend wenigstens einen Getriebezweig zur Leistungsübertragung mit einer hydrodynamischen Kupplung, welche in diesem Leistungsübertragungszweig in Reihe mit einem mechanischen Getriebeteil, umfassend die Mittel zur Realisierung wenigstens zweier Gangstufen, angeordnet ist. Dazu wird während des Schaltvorganges im hydrodynamisch-mechanischen Leistungsübertzragungsgetriebezweig zwischen zwei mechanischen Gangstufen der Füllungsgrad der hydrodynamischen Kupplung beispielsweise derart überwacht und eingestellt, daß eine, die Drehzahl des Pumpenrades der hydrodynamsichen Kupplung wenigstens mittelbar charakterisierende Größe nahezu konstant über einen bestimmten Bereich des Schaltvorganges gehalten wird.

Demzufolge setzt zu Beginn des Schaltvorganges vorzugsweise eine Regelung der Drehzahl des Pumpenrades durch entsprechende Füliungssteuerung an der hydrodynamischen Kupplung ein, wobei das vor der Schaltung vorhandene Drehzahiniveau beibehalten werden soll. Als

Vergleichs-bzw. Soligröße kann auch eine, für jeden Schattvorgang vorgebbare, fest definierbare Solldrehzahl dienen. Mit dieser Steuerung wird folgendes erzielt : Beispielsweise das Schalten zwischen einzelnen Gangstufen bei Zug-Hochschaltungen, d. h. dem Wechsel von einer ersten niederen Gangstufe in eine zweite höhere Gangstufe, würde normalerweise zu einer Drückung der Drehzahl wenigstens am Primärschaufelrad und der mit diesem koppelbaren Bauteilen, insbesondere der Antriebsmaschinenwelle, führen. Durch Regelung der Drehzahl des Pumpenrades auf einen nahezu konstanten Wert wird die hydrodynamische Kupplung weicher und faßt den erforderlichen Schlupf in der hydrodynamischen Kupplung selbst entstehen. Dadurch wird während des Schaltvorganges beim Wechsel der Leistungsübertragungseinrichtung und/oder des Verhältnisses Drehzahl-/Drehmoment im mechanischen Getriebeteil keinerlei Veränderung der Drehzahl an der Getriebeeingangswelle bzw. der mit dieser koppelbaren Antriebsmaschine erzielt. Die Schaltung selbst kann zügig ohne großen Druckaufbau erfolgen.

Eine Verringerung des Schlupfes wird wieder durch die Änderung der Fahrgeschwindigkeit bzw. das zwangweise Härtermachen der hydrodynamsichen Kupplung, insbesondere durch Erhöhung der Befüllung, unter Berücksichtigung der minimal zulässigen Drehzah) der Antriebsmaschine realisiert. Die zeitliche Dauer des Regelvorganges erstreckt sich dabei vorzugsweise auf einen Bereich zwischen dem Beginn des Schaltvorganges und dem Erreichen der Synchrondrehzahl, kann jedoch auch zeitlich versetzt zum Beginn des Schaltvorganges und/oder mit Erreichen eines bestimmten Schlupfwertes, d. h. einer bestimmten Differenz zwischen den Drehzahlen von Primärschaufelrad und Sekundärschaufelrad an der hydrodynamischen Kupplung beendet werden. Vorzugsweise wird der Regelvorgang erst dann beendet, wenn der Schlupf sich auf ein minimales Maß verringert hat, insbesondere wird darunter die üblicherweise bei der hydrodynamischen Leistungsübertragung vorliegende Schlupfhöhe von zwei bis drei Prozent verstanden. Die Antriebsmaschine kann dann weiter

beschleunigen, während die hydrodynamische Kupplung wieder mit maximalen Überlagerungsdruck, d. h. hohem Wirkungsgrad, arbeitet.

Die Steuervorrichtung umfaßt vorzugsweise eine Druckwaage, d. h. das Funktionsprinzip beruht dabei auf der Kompensation der auf einen Kolben bekannter Querschnittsfläche oder die Sperrflüssigkeit in einem Ringrohr wirkenden Druckkraft durch eine Gegenkraft, wobei durch Verschiebung beispielsweise des Kolbens ein Kräftegleichgewicht eingestellt wird. Die Steuervorrichtung weist ein Gehäuse auf, in welches wenigstens eine Steuerbohrung eingearbeitet ist. Die Steuerbohrung weist über ihre axiale Erstreckung betrachtet unterschiedliche Durchmesser auf. Diese bilden einzelne Steuerkammern, welche mit Anschlüssen koppelbar sind. In der Steuerbohrung ist wenigstens ein Steuerkolben angeordnet, welcher in axialer Richtung verschiebbar ist und der über seine axiale Erstreckung unterschiedliche Durchmesser aufweist. Die einzelnen Teilbereiche unterschiedlichen Durchmessers am Steuerkolben und der Steuerbohrung bilden die sogenannten Steuerkanten. Die Bereiche unterschiedlichen Außendurchmessers des Steuerkolbens können dabei alternierend abwechselnd angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Steuerkolben derart ausgeführt, daß dieser über die axiale Länge betrachtet lediglich zwei unterschiedliche Durchmesser aufweist, einen ersten Durchmesser, welcher kleiner dem Durchmesser der Steuerbohrung ausgeführt ist, und einen zweiten Durchmesser, welcher im wesentlichen dem Durchmesser der Steuerbohrung unter Berücksichtigung der erforderlichen Toleranzen entspricht. Entsprechend der Stellung des Steuerkolbens, insbesondere der Steuerkanten in der Steuerbohrung, werden die einzelnen Anschlüsse wenigstens teilweise oder ganz freigegeben oder verdeckt, wodurch die einzelnen Funktionszustände des hydrodynamischen Bauelementes und die Funktion der Versorgung des Schmiermittelsystems des Getriebeteils realisiert werden. Als einzelne Anschlußmöglichen sind dabei wenigstens die folgenden vorzusehen :

Anschluß 1-Betriebsmittelversorgungsquelle und Kühleinrichtung Anschluf3 2-Zulaufleitung zur Umschalteinrichtung Anschluß 3-Ablaufleitung der Umschalteinrichtung Die Eingangsgröße ist eine Soligröße für eine, den Funktionszustand des hydrodynamischen Bauelementes wenigstens mittelbar charakterisierende Größe. Diese ist vorgebbar, beispielsweise in Form eines Signales für eine Inbetriebnahme des als hydrodynamischen Bauelementes. Aus dieser wird eine Stellgröße zur Beaufschlagung einer Stelleinrichtung zur Beeinflussung der Betriebsmittelversorgung des hydrodynamischen Bauelementes gebildet.

Die Druckwaage stellt eine einfache kostengünstige und kompakte Steuereinrichtung dar. Zur Schaffung einer universellen Baueinheit werden vorzugsweise weitere Ventileinrichtungen zur Erfüllung unterschiedlicher Funktionen in Abhängigkeit weiterer Anschlußmöglichkeiten, beispielseise einer Mengenregelung zur Schmiermittelversorgung unabhängig von den im System vorhandenen Drücken, in der Druckwaage integriert.

Die Umschalteinrichtung ist im einfachsten Fall als Ventileinrichtung ausgeführt. Diese ermöglicht die Koppelung der Anschlüsse der Druckwaage mit den Zu-und Ablaufleitungen der hydrodynamischen Bauelemente Retarder und Turbokupplung.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt : Fig. 1 verdeutlicht anhand einer möglichen Getriebeausführung in schematich vereinfachter Darstellung das erfindungsgemäße Grundprinzip der hydraulischen Wechselsteuerung ; Fig. 2a und 2b verdeutlichen anhand von Diagrammen für einen Schaltablauf

den Einfluß einer Reibungskupplung für eine konventionelle Lösung und den Einfluß des erfindungsgemäßen Einsatzes einer geregelten Turbokupplung auf den Schaltvorgang ; Fig. 3 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Hydraulikplanes einen Ausschnitt aus einem Antriebssystem eine vorteihafte Ausgestaltung eines gemeinsam von Retarder und Kupplung genutzten Betriebsmittelversorgungssystems und Steuervorrichtung in Form einer Druckwaage.

Die Figur 1 verdeutlicht anhand einer möglichen Getriebeausführung in schematisch vereinfachter Darstellung das erfindungsgemäße Grundprinzip der hydraulischen Wechselsteuerung. Eine Getriebebaueinheit 1, umfassend eine GetriebeeingangswelleE und eine Getriebeausgangswelle A, weist wenigstens ein Anfahrelement 2 und einen hydrodynamischen Retarder 3 auf. Zwischen Anfahrelement und hydrodynamischem Retarder ist ein mechanischer Getriebeteil zwischengeschaltet. Der hydrodynamische Retarder 3 fungiert als sogenannter Sekundärretarder, das heißt, daß dieser im Antriebsstrang bei Integration der Getriebebaueinheit 1 und einer Antriebsvorrichtung in Kratiußrichtung im Traktionsbetrieb hinter der Antriebsmaschine, in der Regel eine Verbrennungskraftmaschine, angeordnet ist. Die konkrete Anordnung des hydrodynamischen Retarders 3 in der Getriebebaueinheit 1 erfolgt dabei vorzugsweise wie in der Figur 1 schematisch vereinfacht dargestellt hinter dem mechanischen Getriebeteil 4, wobei der hydrodynamische Retarder 3 mit der Getriebeausgangswelle A direkt gekoppelt ist und somit direkt ohne zusätzliche weitere Übersetzung auf die Getriebeausgangswelle A wirkt. Denkbar wäre jedoch auch eine hier nicht dargestellte Ausführung mit Anordnung des hydrodynamischen Retarders 3 räumlich bezogen auf die axiale Erstreckung zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle im Bereich des mechanischen Getriebeteils oder bezogen auf die Kratiußrichtung zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle A vor dem mechanischen

Getriebeteil, wobei jedoch bei beiden Varianten die Wirkung des hydrodynamischen Retarders 3 entsprechend der Ausgestaltung des mechanischen Getriebeteiles entweder direkt auf die Getriebeausgangswelle A erfolgt oder aber zwischen dem hydrodynamischen Retarder 3 und der Getriebeausgangswelle A Drehzahl-/Drehmomentenwandlungseinrichtungen zwischengeschaltet sein können. Die einzelnen Elemente der Getriebebaueinheit 1 werden von einem Gehäuse 5 umschlossen.

Bei dem Anfahrelement 2 handelt es sich um eine geregelte Kupplung, welche beispielsweise, wie in der Figur 1 verdeutlicht als geregelte Turbokupplung 2.1 oder als geregelte Lamellenkupplung ausgeführt sein kann. Bei der Ausführung als Turbokupplung handelt es sich um Strömungskupplungen, welche nach dem Föttinger-Prinzip arbeiten. Bei den geregelten Turbokupplungen handelt es sich um Kupplungen, bei denen der Füllungsgrad während des Betriebes beliebig zwischen voller Füllung und Entleerung verändert werden kann. Dadurch wird die Übertragungsfähigkeit der Kupplung einstellbar und gestattet beim Einsatz in Fahrzeugen beim Fahren gegen die Lastkennlinie stufenlose (lastabhängige) Drehzahlregelung der Arbeitsmaschine.

Im einzelnen weist die geregelte Turbokupplung wenigstens ein sogenanntes Primärschaufelrad 6, welches als Pumpenrad fungiert, und ein Sekundärschaufelrad 7, welches auch als Turbinenrad bezeichnet wird, auf.

Beide bilden miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum, in welchem das Betriebsmittel umgewälzt wird. Das Primärschaufelrad 6 ist dabei wenigstens mittelbar mit der Getriebeeingangswelle E und das Sekundärrad 7 wenigstens mittelbar über den mechanischen Getriebeteil 4 mit der Getriebeausgangswelle A gekoppelt. Zur Realisierung der Drehzahiregelung über das Anfahrelement 2 bzw. die geregelte Turbokupplung 2.1 sind Mittel 9 erforderlich, welche eine Veränderung des Füllungsgrades der hydrodynamischen geregelten Turbokupplung 2.1 ermöglichen. Im einzelnen

erfolgt bei Kopplung einer mechanischen Getriebebaueinheit mit hydrodynamischer geregelter Turbokupplung der Motorstart bei entleerter Kupplung lastfrei. Die Belastung nach dem Motoranlauf kann durch beliebiges Einstellen, welches innerhalb eines Regelkreises auch vollautomatisch erfolgen kann, kontrolliert werden. Durch Entleerung des Arbeitsraumes 8 der gergelten Turbokupplung 2.1 ist ein vorübergehendes Abschalten der Arbeitsmaschine, das heißt des Verbrauchers bei durchlaufendem Motor möglich. Zur Realisierung der Funktionen Entleerung und Befüllung, deren Steuerung und der Abfuhr der Schlupfwärme sind Mittel 9 vorgesehen. Diese umfassen wenigstens einen geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf 10, in welchem Elemente 11 zur Förderung des Betriebsmittels im geschlossenen oder offenen Kreislauf der Turbokupplung 10 und/oder Elemente 12 zur Zwischenspeicherung von Betriebsmittel im geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf der Turbokupplung und/oder Elemente 13 zur Abfuhr der Schiupfwärme, fa) is die Eigenkühlung nicht ausreicht, integriert sind. Die Drehzahl kann wilikürlich von Hand oder automatisch durch eine Steuergröße mit Hilfe eines Servomotors 14 innerhalb eines Regelkreises geregelt werden. Bei den Elementen 11 zur Förderung des Betriebsmittels handelt es sich in der Regel um ständig umlaufende Pumpen. Diese finden vor allem immer dann Verwendung, wenn der Turbokupplung 2.1 eine Speichereinrichtung zugeordnet ist, welche sich unterhalb des Arbeitsraumes der hydrodynamischen Kupplung befindet. Die Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Arbeitsraum 8 und damit die Übertragungsfähigkeit der Turbokupplung 2.1 wird beispielsweise durch die radiale Stellung eines verschiebbar angeordneten Schöpfrohres bestimmt, während in anderen Fä ! ien anstatt eines Schöpfrohres das Betriebsmittel auch über Düsen am Umfang der Kupplung abgespritzt werden kann und von dort in einen Behälter gelangt.

Im erstgenannten Fall sind Arbeitsraum 8 und Schöpfrohrkammer kommunizierend miteinander verbunden. Das Schluckvermögen des Schöpfrohres ist dabei erheblich größer als die von einer Pumpeinrichtung

als Element 11 zur Förderung von Betriebsmittel geförderte Menge.

Bezüglich der konkreten Ausführung einer geregelten Turbokupplung wird auf die Ausführungen in Voith :"Hydrodynamik in der Antriebstechnik", Vereinigte Fachverlage, Krauskopf-lngenieur Digest, Kapitel 5.2, Seite 304 bis Seite 318 verwiesen. Der Offenbarungsgehalt betreffend den Aufbau von Turbokupplungen 2.1 und den diesen zugeordneten Mitteln 9 wird hiermit vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen. Dem Anfahrelement in Form einer geregelten Turbokupplung 2.1 ist des weiteren in der mechanischen Getriebebaueinheit 1 eine Einrichtung zur Überbrückung, das heißt zur Umgehung des Anfahrelementes vorgeschaltet.

Diese ist in Form einer sogenannten Überbrückungskupplung 15 ausgeführt.

Der hydrodynamische Retarder 4 umfaßt ein Rotorschaufelrad 17 und ein Statorschaufelrad 18, welche miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 19 bilden, der mit Betriebsmittel befüllbar ist. Zur Erzeugung des Bremsmomentes, insbesondere zur Beeinfluf3barkeit der Höhe des erzeugbaren Bremsmomentes mit dem hydrodynamischen Retarder 4 sind diesem Mittel zur Beeinflussung des erzeugbaren Bremsmomentes zugeordnet. Diese ermöglichen die Steuer-und Regelbarkeit des erzeugbaren Bremsmomentes über die Befüllbarkeit des Arbeitsraumes 19.

Zu diesem Zweck ist dem hydrodynamischen Retarder 3 ebenfalls ein geschlossener oder offener Betriebsmittelkreislauf 20 zugeordnet, in welchem je nach Ausführung Elemente 21 zur Förderung des Betriebsmittels und/oder 22 Elemente zur Zwischenspeicherung des Betriebsmittels im offenen oder geschlossenem Kreislauf und/oder Elemente 23 zur Abfuhr der entstehenden Wärme integriert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, der regelbaren Turbokupplung 2.1 und dem hydrodynamischen Retarder 3 eine gemeinsame Steuerung 24 zuzuordnen, welche eine Umschaltung zwischen der Steuerung bzw. Regelung der Turbokupplung und des hydrodynamischen Retarders 3 ermöglicht. Zu diesem Zweck sind die zur Realisierung der Funktion der regelbaren Turbokupplung 2.1 und der

Regelbarkeit bzw. Steuerbarkeit des Retarders 3 vorgesehenen Mittel 9 bzw.

16 ebenfalls miteinander gekoppelt. Dabei können im wesentlichen zwei Ausführungsformen unterschieden werden, zum einen die Kopplung zweier geschlossen oder offen ausgeführter Betriebsmittelkreisläufe, bei denen einer der Turbokupplung 2.1 und der andere dem hydrodynamischen Retarder 3 zugeordnet ist, und welche miteinander gekoppelt sind, wobei in der Kopplung die Elemente 11 bzw. 21 zur Förderung des Betriebsmittels und/oder die Elemente 12 bzw. 22 zur Zwischenspeicherung des Betriebsmittels und/oder die Elemente 13 bzw. 23 zur Abfuhr der entstehenden Schlupfwärme angeordnet sind. Dabei werden die Elemente gemeinsam von beiden genutzt. Dies bedeutet, daß die ansonsten jeder hydrodynamischen Baueinheit zuzuordnenden Elemente nur noch einmal vorgesehen werden müssen, da diese gemeinsam von beiden hydrodynamischen Komponenten im Wechsel genutzt werden können. Die andere, in der Figur 1 vereinfacht dargestellte Möglichkeit, besteht darin, lediglich einen einzigen geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf vorzusehen, welcher der regelbaren Turbokupplung 2.1 und dem hydrodynamischen Retarder 3 gemeinsam zugeordnet ist, bzw. diese beiden hydrodynamischen Komponenten in sich integriert, wobei in diesem Kreislauf Elemente zur Förderung des Betriebsmittels und/oder Elemente zur Zwischenspeicherung des Betriebsmittels und/oder Elemente zur Wärmeabfuhr vorgesehen sind. Dies hängt jedoch von der konkreten Ausführung des vorgesehenen Kreislaufes für das Betriebsmittel ab. Für die in der Figur 1 dargestellte Ausführung bedeutet dies im einzelnen, daß dieser als offener Kreislauf 25 ausgeführt ist, welcher den offenen Betriebsmittelkreislauf 10 der Turbokupplung 2.1 und den offenen Betriebsmittelkreislauf 20 des Retarders bildet. In dem offenen Kreislauf 25 sind dann eine Einrichtung zur Förderung des Betriebsmittels in Form einer Zahnradpumpe 28, eine Einrichtung 26 zur Zwischenspeicherung von Betriebsmittel in Form des durch das Getriebegehäuse bildbaren Behältnisses und eine Einrichtung zur Abfuhr der entstehenden

Schlupfwärme in Form eines Wärmetauschers 27 vorgesehen. Dabei ist die Zahnradpumpe 28 gleichzusetzen mit den Elementen zur Förderung des Betriebsmittels 11 und 21 für die Turbokupplung 2.1 bzw. den Retarder 3.

Die Einrichtung zur Zwischenspeicherung in Form eines durch den Gehäuseinnenraumes bildbaren Behältnisses 26 ist gleichzusetzen mit den Elementen 12 zur Zwischenspeicherung bzw. 20 zur Zwischenspeicherung.

Der Wärmetauscher 27 entspricht den Elementen 13, welche der Turbokupplung 2.1 zugeordnet sind und den Elementen 23, die dem hydrodynamischen Retarder 3 zugeordnet werden. Für den gemeinsamen Kreislauf 25 ist eine gemeinsam genutzte Steuervorrichtung 24 zugeordnet, welche einer Einrichtung zur Umschaltung auf Retarderbetrieb oder Kupplungsbetrieb ermöglicht. Über die Steuervorrichtung 24 werden zu diesem Zweck entsprechende Steliglieder zur Beeinflussung des Betriebsmittelzu-und abflusses zu den Arbeitsräumen 8 bzw. 19 der regelbaren Turbokupplung 2.1 bzw. des hydrodynamischen Retarders 3 angesteuert. Vorzugsweise werden soweit wie möglich Stellglieder genutzt, welche sowohl am hydrodynamischen Retarder 3 als auch an der regelbaren Turbokupplung 2.1 wirksam werden können. Die Steuervorrichtung 24 kann dabei als separate Baueinheit ausgeführt sein oder aber in einer übergeordneten Steuervorrichtung 29 integriert werden. Die übergeordnete Steuervorrichtung beim Einsatz in Fahrzeugen entspricht dabei in der Regel der elektronischen Fahrsteuerung. Für die Verknüpfung zwischen Fahrsteuerung 29 und Steuervorrichtung 24 bestehen dann eine Vielzahl von Möglichkeiten, auf welche hier im einzelnen jedoch nicht eingegangen werden soil, da diese in der Regel im Ermessensbereich des zuständigen Fachmannes liegen. Denkbar ist es beispielsweise die Getriebebaueinheit 1 mit einem Chip zu versehen, in welchem neben den Getriebedaten auch mögliche Kennlinien für den Betrieb der regelbaren Turbokupplung 2.1 bzw. des Retarders 3 gespeichert sind und die bei Kopplung mit der Fahrsteuerung 29 automatisch oder nach Vorgabe bestimmter Befehle aus dem Chip ausgelesen werden können. Die erfindungsgemäße Ausführung

einer Getriebebaueinheit mit einem Anfahrelement in Form einer regelbaren Kupplung, vorzugsweise einer regelbaren hydrodynamischen Turbokupplung bzw. einer regelbaren Lamellenkupplung, und einem hydrodynamischen Retarder, wobei beiden ein gemeinsam genutzter Betriebsmittelkreislauf zugeordnet ist, welcher durch wechselweise Ansteuerung des Anfahrelementes 2.3 oder des hydrodynamischen Retarders 3 von diesen Elementen benutzt wird, bietet den Vorteil, daß als Anfahrelement ein Element zum Einsatz gelangt, welches ansonsten aufgrund des hohen konstruktiven Aufwandes und der damit verbundenen Kosten nicht zum Einsatz in Schaltgetrieben gelangt. Mit diesem Anfahrelement besteht die Möglichkeit, den erhöhten Anforderungen an eine verbesserte Schaltqualität sowie ein verbessertes Anfahrverhalten in Getriebebaueinheiten für den Einsatz in Antriebsvorrichtungen in Fahrzeugen gerecht zu werden. Die Ausführung des Anfahrelementes kann aufgrund der gemeinsamen Nutzung der Kreisläufe mit dem hydrodynamischen Retarder sehr einfach gehalten werden, was sich in einer Verringerung des benötigten Bauraumbedarfes niederschlägt. Die besonders vorteilhaften Einflüsse bei Verwendung dieser Art des Anfahrelementes in einer Getriebebaueinheit gegenüber einer konventionell nicht regelbaren Kupplung als Anfahrelement sind anhand von Diagrammen in der Figur 2 dargestellt. Fig. 2a verdeutlicht dabei die Kennlinien für die Antriebsdrehzahl, Abtriebsdrehzahl und das Moment bei Verwendung eines konventionellen, nicht regelbaren Anfahrelementes in Form einer Reibungskupplung. Daraus werden die einzelnen Abschnitte des Schaltverlaufes ersichtlich. Diese laufen sequentiell ab und sind wie folgt bezeichnet : a) Auskuppeln, Drehmomentrücknahme b) Schaltung c) Drehmomentzustellung d) Einkuppeln, Drehmomentzustellung e) Ausschwingphase

Ein wesentlicher Nachteil der konventionelien Lösung besteht darin, daß die Zeitdauer der Zugkraftunterbrechung sehr lang ist. Die Regelung der Drehmomentzusteuerung dauert lange und verursacht beim Schließen der Kupplung starke Schwingungen.

Die Figur 2b verdeutlicht demgegenüber die Kennlinien für einen Schaltvorgang mit erfindugsgemäßer Ausgestaltung der Getriebebaueinheit mit einem geregelten Anfahrelement in Form einer Turbokupplung. Daraus wird ersichtlich, daß mit dieser schnellere Öffnungs-und Schließvorgänge erzielt werden können. Desweiteren ist ein Ansteuervorgang durch die Ausnutzung der hydraulischen Dämpfung möglich, wodurch eine erhebliche Verkürzung der Schaltzeit und der Zeitdauer der Zugkraftunterbrechung möglich ist.

Die Figur 3 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Hydraulikplanes einen Ausschnitt aus einem Antriebssystem 31, umfassend eine mechanische Getriebebaueinheit 1.3, umfassend die beiden hydrodynamischen Bauelemente regelbare Turbokupplung 2.3 und hydrodynamische Retarder 3.3, einen mechanischen Getriebeteil 4.3 und ein gemeinsam von beiden genutztes Betriebsmittelversorgungssystem 25.3.

Der hydrodynamische Retarder 3.3 befindet sich auf der Abtriebseite des Getriebes. Das mit dem Anfahrelement 2.3 gemeinsm genutzte Schmiermittel-bzw. Betriebsmittelversorgungssystem 25.3 umfaßt eine Betriebsmittelquelle 30, hier in Form eines Ölsumpfes, aus welchem mittels einer Pumpeinrichtung, hier einer Zahnradpumpe 28.3 das Öl in entsprechende Leitungssysteme zur Versorgung der einzelnen Elemente- hydrodynamischer Retarder 3.3 und/oder Getriebeteil 4.3 und/oder regelbare Turbokupplung 2.3-erfolgt. Den beiden hydrodynamischen Bauelementen Retarder 4.3 und Kupplung 2.3 ist eine gemeinsame Steuervorrichtung 24.3 zugeordnet, welche neben der Steuerung einer den Funktionszustand der

hydrodynamischen Elemente wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, vorzugsweise des Füllungsgrades, verschiedene weitere Versorgungsaufgaben, beispielsweise ein Schmiermittelsystem 32 des mechanischen Getriebeteiles 4.3 realisiert bzw. steuert. Die Steuervorrichtung 24.3 zur Steuerung einer den Funktionszustand des hydrodynamischen Retarders 3.3 bzw. der regelbaren Turbokupplung 2.3 wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe ist vorzugsweise als Druckwaage 33 ausgeführt.

Das Funktionsprinzip beruht dabei auf der Kompensation der auf einen Kolben bekannter Querschnittsfläche oder die Sperrflüssigkeit in einem Ringrohr wirkenden Druckkraft durch eine Gegenkraft, wobei durch Verschiebung beispielsweise des Kolbens ein Kräftegleichgewicht eingestellt wird. Über die Druckwaage 33 sind im dargestellten Fall wenigstens 4 Grundfunktionszustände der hydrodynamischen Komponenten einstellbar, vorzugsweise erfolgt die Verstellung jedoch stufenlos. Mögliche Funktionszustände werden am Beispiels des hydrodynamischen Retarders 3.3 erlautert. Bei diesem wird in einem ersten Funktionszustand Betriebsmittel von der Betriebsmittelquelle 30 über eine Kühleinrichtung 34 in das Schmiermittelsystem 32 des mechanischen Getriebeteils 4.3 eingespeist.

Das Betriebsmittel, als welches vor allem Öl Verwendung findet, gelangt vom Olsumpf über eine Leitung 35 in den sich daran anschlief3enden Leitungsabschnitt 36, die Kühleinrichtung 34 und die Leitung 37 in die Schmierleitung 38, welche mit den Schmiermittelanschlüssen 42,43 und 44 des Schmiermittelversorgungssystems 32 des mechanischen Getriebeteiles 4.3 gekoppelt ist. In diesem Funktionszustand ist der hydrodynamische Retarder 3.3 vollständig entleert, es wird auch kein Betriebsmittel in den torusförmigen Arbeitsraum eingeführt. Vorzugsweise wird jedoch eine geringe Betriebsmittelmenge gezielt in den Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders eingespritzt, um die Ventilationsverluste abzusenken. Das zugeführte Betriebsmittel dient dann gleichzeitig der Schmierung der Dichtringe zwischen der Ablauf-und der Zulaufseite des hydrodynamischen Retarders im ausgeschalteten Zustand. In diesem

Zustand wird kein Bremsmoment erzeugt, und das Betriebsmittel wird lediglich zur Schmierung der einzelnen Elemente des Getriebeteils 4.3 oder dem Betrieb der regelbaren Turbokupplung 2.3 benötigt. Befindet sich auch die regelbare Turbokupplung 2.3 im Nichtfunktionszustand, das heißt ist diese entweder im Getriebe überbrückt, entkoppelt oder nicht befüllt, wird das Betriebsmittel lediglich zur Schmierung der einzelnen Elemente des mechanischen Getriebeteiles 4.3 verwendet. In der Schmierleitung 38 ist vorzugsweise ein Rückschlagventil R 5 angeordnet, welches verhindert, daß das Betriebsmittel dann aus der Schmierleitung 38 zurückströmt.

Das vom Getriebeteil 4.3 und den hydrodynamischen Bauelementen 2.3 bzw. 3.3 gemeinsam genutzte Schmiermittel-bzw.

Betriebsmittelversorgungssystem versorgt auch die einzelnen Schaltelemente jeweils mit dem erforderlichen Steuerdruck. Im dargestellten Fall sind dazu Versorgungsleitungen, hier die Versorgungsleitung 45 und die von dieser abzweigenden Leitungen 45.1,45.2,45.3,45.4 und 45.5 direkt an die Hauptversorgungsleitung 46 gekoppelt, welche die Pumpeinrichtung, hier die Zahnradpumpe 28.3 mit der Leitung 35 verbindet.

Den hydrodynamischen Bauelementen 2.3 bzw. 3.3 ist ein Speicher 47 zugeordnet. Dieser ist vorzugsweise druckluftbetätigt. Zu diesem Zweck ist diesem ein Ventil 48 zugeordnet, welches nur kurz zum Zwecke des Befüllens des hydrodynamischen Bauelementes eingeschaltet und wieder ausgeschaltet wird. Der Zustand der Inbetriebnahme des hydrodynamischen Bauelementes, die sogenannte Füllphase kann wie folgt beschrieben werden : Der Füttvorgang erfolgt im wesentlichen über den Speicher 47, welcher über eine Leitung 39 mit dem Zulauf 40 mittels der Druckwaage 33 koppelbar ist. Dabei ist vorzugsweise in der Leitung 39 eine Ventileinrichtung in Form eines Rückschlagventils R 2 vorgesehen, welches den Betriebsmittelrücklauf aus dem hydrodynamischen Bauelement in den Speicher 47 für den Fall, daß der Füllwiderstand größer wird als der zur

Verfügung stehende Einschiebedruck, welcher mittels der Ventileinrichtung 48 aufgebracht wird, verhindert. Die Koppelung zwischen Druckwaage und Speicher wird über eine Leitung 40 realisiert. Die Leitung 40 ist des weiteren mit der Schmierleitung 38 des Getriebeteils 4.3 verbunden. Zur Verhinderung des Ausschiebens der Speichermenge in die Schmierleitung 38 und damit in das Schmiermittelsystem des Getriebeteils 4.3 ist eine Ventileinrichtung, beispielsweise ein Rückschlagventil R 1 in der Verbindungsleitung zwischen Speicher und Leitung 40 vorgesehen. Zusätzlich zur Befüllung über den Speicher 47 erfolgt eine Versorgung mit Betriebsmittel über die Betriebsmittelquelle 30. Das Betriebsmittel gelangt über eine Hauptleitung in die Verbindungsleitung 35 zu der mit dem Kühler 34 gekoppelten Leitung 41.

Das Betriebsmittel gelangt dann über die Leitung 41, die Kopplung zwischen der Leitung 41 mit einer Leitung, welche mit dem Zulauf 50 des hydrodynamischen Bauelementes gekoppelt ist, in den Arbeitsraum dessen.

Zusätzlich wird in die mittels der Druckwaage 33 realisierten Verbindung zwischen der Leitung 41 und der o. g. Leitung Betriebsmittel aus dem Speicher 47 eingespeist, in dem die Leitung 39 ebenfalls mit dieser Leitung gekoppelt ist. Infolge der sich einstellenden Druckdifferenzen im hydrodynamischen Bauelement tritt Betriebsmittel über den Ablauf 51 in eine Leitung 52 und wird durch die diesen Funktionszustand charakterisierende Stellung bzw. Stellungen der Druckwaage 33 in die Verbindungsleitung zur Kühleinrichtung 34 eingespeist und über diesen der Leitung 41 zugeführt, um erneut in das hydrodynamische Bauelement eingespeist zu werden. Es bildet sich somit bereits während der Füllphase ein geschlossener Kreislauf zwischen dem Ablauf des hydrodynamischen Bauelementes und dem Zulauf 50 aus. Dieser geschlossene Kreislauf kann auch als Kühikreislauf bezeichnet werden und ist hier mit 53 gekennzeichnet. Der Kühikreislauf 53 ist somit mit der Leitung 35 und damit der Zufuhrleitung von der Betriebsmittelquelle 30 zum hydrodynamischen Bauelement gekoppelt, wobei wie im vorliegenden Fall dargestellt, vorzugsweise gemeinsame Leitungen, hier ein Leitungsabschnitt der Leitung 41, genutzt werden. Der

Betriebsmittelstrom zum Zwecke der Kühlung, das heißt der neben dem Arbeitskreislauf im Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders sich einstellende Kühlkreislauf 53 ist durch einen Richtungswechsel der Betriebsmittelströhmung gegenüber der Führung des Betriebs-bzw.

Schmiermittels im ersten Funktionszustand des hydrodynamischen Retarders charakterisiert.

Ein weiterer dritter Funktionszustand beschreibt den Regelzustand des hydrodynamischen Retarders. Die Leitungen 41 und der Zulauf 50 des hydrodynmischen Bauelementes sind miteinander gekoppelt. Der Druck im Kanal 41 entspricht annähernd dem Zuflußwiderstand in der Leitung 60. Die Pumpeinrichtung in Form der Zahnradpumpe 28.3 fördert lediglich die Leckagemenge des hydrodynamischen Bauelementes nach. Überschüssiges Betriebsmittel, welches von der Pumpeinrichtung, insbesondere der Zahnradpumpe 28.3 gefördert wurde, gelangt von der Leitung 41 zum Leitungsabschnitt 40 und von diesem in die Schmiermittelleitung 38 zu den Schmiermittelanschlüssen 42-44. Die Koppelung zwischen Zulauf des hydrodynamischen Bauelementes 50 und Speicher 47 ist unterbrochen.

Aufgrund der sich einstellenden Druckdifferenzen wird auch hier ein Kühimittelkreislauf 53 erzeugt, wobei das Kühimittel vom Ablauf 52 in die Verbindungsleitung 37 zur Kühleinrichtung 34 gelangt und nach Passieren der Kühleinrichtung 34 der Zufuhrleitung zugeführt wird und in den Zulauf 50 des hydrodynamischen Retarders eingespeist wird, wobei bei überschüssigem Betriebsmittel ein Teil über die Leitung 40 in das Schmiermittelsystem des mechanischen Getriebeteils 4.3 geleitet wird. Dieser Funktionszustand kann auch noch einmal in einen weiteren 4.

Funktionszustand unterteilt werden, welcher für die Einstellung von sehr geringen Retarderdrücken, das heißt der Erzeugung eines geringeren Bremsmomentes, erforderlich ist. In diesem Funktionszustand wird der Zulaufdruck unter das Niveau des Druckes in der Leitung 40 abgesenkt.

Bezugszeichenliste 1 Getriebebaueinheit 2 Anfahrelement 2.1,2.3 regelbare Turbokupplung 3 hydrodynamischer Retarder 4 mechanischer Getriebeteil 5 Gehäuse 6 Primärschaufetrad 7 Sekundärschaufelrad 8 torusförmiger Arbeitsraum 9 Mittel 10 geschlossener oder offener Betriebsmittelkreislauf der regelbaren Turbokupplung 11 Elemente zur Förderung des Betriebsmittels im geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf der regelbaren Turbokupplung 12 Elemente zur Zwischenspeicherung von Betriebsmittel im geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf der regelbaren Turbokupplung 13 Elemente zur Abfuhr der Schlupfwärme im geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf der regelbaren Turbokupplung 14 Servomotor 15 Überbrückungskupplung 16 Mittel zur Beeinflussung des mit dem hydrodynamischen Retarder erzeugbaren Bremsmomentes 17 Rotorschaufelrad 18 Statorschaufelrad 19 torusförmiger Arbeitsraum 20 geschlossener oder offener Betriebsmittelkreislauf des hydrodynamischen Retarders

21 Elemente zur Förderung des Betriebsmittels im geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf des hydrodynamischen Retarders 22 Element zur Zwischenspeicherung des Betriebsmittels im geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf des hydrodynamischen Retarders 23 Elemente zur Wärmeabfuhr im geschlossenen oder offenen Betriebsmittelkreislauf des hydrodynamischen Retarders 24 Steuervorrichtung 25 offener Kreislauf 26 Einrichtung zur Zwischenspeicherung von Betriebsmittel, durch den Gehäuseinnenraum gebildetes Behältnis 27 Wärmetauscher 28 Zahnradpumpe 29 Fahrsteuerung 30 Betriebsmittelversorgungsquelle 31 Antriebssystem 32 Schmiermittelsystem des mechanischen Getriebeteiles 33 Druckwaage 34 Kühleinrichtung 35 Leitung 36 Leitungsabschnitt 37 Leitung 38 Schmiermittelleitung 39,40 Leitung 41 Leitung 42,43,44 Schmiermittelanschlüsse 47 Speicher 50 Zulauf 52 Ablauf 53 Kühtkreisfauf

E Getriebeeingangswelle A Getriebeausgangswelle