DE4310898C1

DE4310898C1 - Hydrodynamischer Retarder

Info

Publication number: DE4310898C1
Application number: DE19934310898
Authority: DE
Inventors: Klaus Vogelsang
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2013-04-03

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder, insbesondere für Fahrzeuge. Auf DE 26 59 845 A1 wird verwiesen.

Die moderne Fahrzeugtechnik verwendet in zunehmendem Maße auf Schiene und Straße hydrodynamische Retarder. Diese sind besonders bei Nutzfahrzeugen im Zuge der gestiegenen Sicherheitsanforderungen ein entscheidendes Element eines reibungslosen Straßenverkehrs.

Retarder erzeugen beim Bremsen ganz erhebliche Wärmemengen, die rasch abgeführt werden müssen, damit die Arbeitsflüssigkeit eine bestimmte Höchsttemperatur nicht übersteigt, und damit der Retarder auch nach längeren Bremsphasen betriebsfähig bleibt. Zu diesem Zweck werden die Arbeitsflüssigkeit oder ein Teil hiervon aus dem Arbeitsraum des Retarders entnommen, durch einen äußeren Kühlkreislauf mit einem Wärmetauscher hindurchgeschickt und sodann wieder dem Arbeitsraum eingespeist. Trotz des Kühlens der Arbeitsflüssigkeit im Wärmetauscher erreicht der Retarder während des Bremsbetriebes eine Temperatur, die immer noch deutlich über jener der bremsfreien Phasen liegt. Er strahlt dabei die Wärme an seine Umgebung ab, die sich ebenfalls entsprechend aufheizt.

Die regelungs- und steuerungstechnischen Anlagen haben in letzter Zeit ebenfalls an Umfang und Bedeutung stark zugenommen. Für regelungstechnische Aufgaben wie Kennlinienanpassung, Temperaturregelung, Geschwindigkeitsregelung und dergleichen ist eine Vielzahl elektrischer und elektronischer Bauelemente notwendig. Der Raum unter der Motorhaube ist durch die genannten Bauteile noch knapper geworden, so daß der Konstrukteur bestrebt ist, die einzelnen Aggregate noch näher zusammenzulegen, um dadurch den vorhandenen Raum besser auszunutzen. Jedoch sind gerade die genannten elektrischen oder elektronischen Bauteile sehr wärmeempfindlich. Es verbietet sich daher, diese Elemente in der Nähe des Retarders unterzubringen. Deswegen verlegt man diese wärmeempfindlichen Bauteile in kältere Bereiche des Fahrzeugs, z. B. in den Rahmen. Dies ist jedoch insofern nachteilig, als hierbei besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, z. B. Aussparungen im Rahmen, entsprechend lange Leitungen und dergleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrodynamischen Retarder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die genannten wärmeempfindlichen Bauteile in räumlicher Nähe zum Retarder untergebracht werden können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst. Der Erfinder hat erkannt, daß es trotz des erheblichen, am eigentlichen Retarder auftretenden Wärmeanfalls einen Ort in der Retarderanlage gibt, der eine kompakte Bauweise von Retarder, Wärmetauscher und wärme empfindlichen Bauteilen zuläßt. Dabei handelt es sich um den Sammelkasten für den Eintritt des Kühlwassers in den Öl- Wasser-Wärmetauscherblock. Dies ist die kälteste Partie des ganzen Retardersystems. Die dort herrschenden Temperaturen liegen zu keinem Zeitpunkt, auch nicht nach längerem Bremsbetrieb, über einem Wert, der für die genannten wärmeempfindlichen Elemente schädlich werden könnte.

Die Umsetzung des erfinderischen Gedankens in die Praxis ist höchst einfach: Der bekannte Wärmetauscher braucht nur derart verändert zu werden, daß der Sammelkasten auf der Wasser-Eintrittsseite zur Aufnahme der genannten wärmeempfindlichen Elemente erweitert wird, um ein Gehäuse für diese Bauteile zu bilden. Dieses Gehäuse ist mit anderen Worten entweder baulich in den Sammelkasten für den Wassereintritt integriert, oder baulich unmittelbar an diesen Sammelkasten angeschlossen.

Am einfachsten ist es noch, einen Teil des Sammelkastens für den Wassereintritt derart auszubilden, daß durch gut wärmeleitfähiges Material, z. B. Aluminium, ein thermisch kontrollierter Raum entsteht, der die genannten Elemente aufnimmt, so daß diese durch das herangeführte Kühlwasser auf einer zulässigen Temperatur gehalten werden. Selbstverständlich muß dieser Raum gegen andere schädliche Einflüsse, wie Wasserdampf oder Verunreinigungen, durch eine hermetische Abdichtung gesichert werden.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine hydrodynamische Bremsanlage, die u. a. einen Retarder sowie einen Wärmetauscher umfaßt.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung den Wärmetauscher von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung des Wärmetauschers gemäß Fig. 2.

Die Fig. 4-7 sind weitere Ansichten des Wärmetauschers gemäß Fig. 3.

Die in Fig. 1 gezeigte Bremsanlage umfaßt einen Retarder 1 sowie einen Kühlkreislauf, der eine Leitung 2, eine Energiespeicherkapazität 3, einen Wärmetauscher 4 sowie eine Leitung 5 umfaßt. Es ist ferner ein Drei/Zwei- Wegeventil 6 vorgesehen. Eine Bypass-Leitung 7 stellt ggf. eine leitende Verbindung zwischen dem Ventil 6 und der Leitung 5 her.

Aus Fig. 2 erkennt man im einzelnen den Aufbau des Wärmetauschers 4. Er umfaßt die folgenden wesentlichen Elemente: einen Sammelkasten 10 für den Wassereintritt mit einem Einlaßstutzen 11, einen Sammelkasten 12 für den Wasseraustritt mit einem Auslaßstutzen 13, einen Sammelkasten 14 für den Öleintritt, einen Sammelkasten 15 für den Ölaustritt, einen Öl-Wasser-Wärmetauscherblock 16 als Kernstück des Wärmetauschers. Es versteht sich, daß dieser Block 16 in seinem Inneren in üblicher Weise aufgebaut ist, indem er beispielsweise Rohrschlangen zum Führen des einen der beiden Medien Öl oder Wasser enthält.

Der Wärmetauscher weist eine warme Seite auf, die sich in der Darstellung rechts befindet, wo das heiße Öl eintritt und das aufgewärmte Kühlwasser austritt, ferner eine kalte Seite, in der Zeichnung links dargestellt, wo das kalte Wasser eintritt und das gekühlte Öl austritt. An dieser kalten Seite ist gemäß der Erfindung ein Gehäuse 20 vorgesehen. Dieses ist im vorliegenden Falle auf den Sammelkasten 10 für den Wassereintritt aufgesetzt und somit baulich mit diesem vereinigt. Durch entsprechende Materialwahl findet ein Wärmeaustausch zwischen dem Sammelkasten 10 und dem Gehäuse 20 statt, so daß diese beiden Bauteile annähernd ein und dieselbe Temperatur haben. Das Gehäuse 20 weist drei Kapseln 21, 22, 23 zur Aufnahme von elektrischen, elektronischen oder mechanischen Elementen auf, die steuerungs- oder regelungstechnische Aufgaben erfüllen, und die wärmeempfindlich sind. Die genannten wärmeempfindlichen Elemente können entweder in umittelbarem Zusammenhang mit der Retarderanlage stehen, oder andere Funktionen ausüben, z. B. für eine ABS-Anlage.

Aus den Fig. 2 und 3 erkennt man besonders gut die kompakte Vereinigung des Sammelkastens 10 für den Wassereintritt und des Gehäuses 20. Die Fig. 4-7 sind jeweils stirnseitige Ansichten auf den Wärmetauscher 4 in Richtung der Pfeile A-A, und zeigen alternative Ausführungsformen des Wärmetauschers mit einem Zusatzölsumpf. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist dieser Zusatzölsumpf auf dem Wärmetauscher aufgesetzt, bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist er auf der einen Seite angesetzt, bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 auf der anderen Seite und bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist er unten angesetzt.

Claims

1. Wärmetauscher für einen hydrodynamischen Retarder

1.1 mit einem Öl-Wasser-Austauschblock (16);
1.2 mit einem Sammelkasten (10) für den Wassereintritt;
1.3 mit einem Sammelkasten (12) für den Wasseraustritt;
1.4 mit einem Sammelkasten (14) für den Öleintritt;
1.5 mit einem Sammelkasten (15) für den Ölaustritt;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1.6 es ist ein Gehäuse (20, 21, 22, 23) zur Aufnahme wärmeempfindlicher elektrischer, elektronischer oder mechanischer Elemente vorgesehen;
1.7 das Gehäuse (20, 21, 22, 23) für die wärmeempfindlichen Elemente ist in den Sammelkasten (10) für den Wassereintritt integriert oder baulich unmittelbar an diesem angeordnet.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20, 21, 22, 23) mit dem Sammelkasten (10) für den Wassereintritt in thermisch leitender Verbindung steht.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20, 21, 22, 23) gegen den Eintritt von Wasser, Wasserdampf, Verunreinigungen oder dergleichen hermetisch abgedichtet ist.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der wärmeempfindlichen Elemente Kapseln (21, 22, 23) in das Gehäuse eingelassen sind.