DE10156186A1

DE10156186A1 - Hydrodynamic retarder for motor vehicles has rotor shaft and rotor drive shaft positioned at relative adjustable angle

Info

Publication number: DE10156186A1
Application number: DE2001156186
Authority: DE
Inventors: Gerhard Buri; Martin Mesmer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2003-06-05

Abstract

The retarder has a rotor (1), located on a rotor shaft (2) and driven by the driven shaft (6) of a transmission. The arbors of driven and rotor shafts enclose an angle (20), which is adjustable between 0 deg and 360 deg . The arbors are offset relative to each other, and are connected via bevel gear drive, hypoid bevel drive, or similar. The rotor shaft is located at any angle relative to the driven shaft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a hydrodynamic retarder for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Neben den Betriebsbremsen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, die im Regelfall einem Verschleiß unterliegende Reibungsbremsen sind, werden zusätzliche Verzögerungseinrichtungen mehr und mehr auch vom Gesetzgeber gefordert und von den Fahrzeugherstellern angeboten. In addition to the service brakes of a vehicle, especially a commercial vehicle, which is usually a wear and tear underlying friction brakes are additional Delay devices more and more by lawmakers required and offered by the vehicle manufacturers.

Derartige verschleißfreie zusätzliche Verzögerungseinrichtungen in Form von Retardern und Motorbremsen können dazu verwendet werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit im Gefälle konstant zu halten. Such wear-free additional Delay devices in the form of retarders and engine brakes can used to measure the vehicle speed in the To keep the gradient constant.

Zu den Retardern werden sowohl zusätzlich am Getriebe angeordnete hydrodynamische, hydrostatische oder elektrodynamische Bremseinrichtungen gezählt, sowie auch Systeme, die in Form eines "Intarders" innerhalb des Getriebegehäuses vorgesehen sind. The retarders are both added to the gearbox arranged hydrodynamic, hydrostatic or counted electrodynamic braking devices, as well as systems, which in the form of an "intarder" within the Gear housing are provided.

Retarder werden bei Nutzfahrzeugen vor allem eingesetzt, um die beispielsweise bei Bremsung aus hoher Fahrgeschwindigkeit anfallende kinetische Bremsenergie aufzunehmen und in Wärme umzusetzen, sind aber auch für geforderte Dauerbremsleistungen gut geeignet, beispielsweise bei lang andauernder Bergabfahrt. Above all, retarders are used in commercial vehicles used for example when braking from high Driving speed kinetic braking energy absorb and convert into heat, but are also required for those Continuous braking performance is well suited, for example for long continuous downhill descent.

Bei hydrodynamischen Retardern wird die Strömungsenergie einer Flüssigkeit zum Bremsen benutzt, 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 des Retarders wird eine der gewünschten Bremsleistung entsprechende Ölmenge in den Schaufelraum eingebracht, wobei der drehende Rotor das Öl mitnimmt, das sich am Stator abstützt, wodurch eine Bremswirkung auf die Rotorwelle erzeugt wird. With hydrodynamic retarders the Flow energy of a liquid used for braking, the physical principle of action of a hydrodynamic coupling with a fixed turbine. Accordingly, a hydrodynamic retarder one in the power flow located rotor and one with the retarder housing connected stator. When the retarder is actuated an amount of oil corresponding to the desired braking power introduced the blade space, the rotating rotor Takes oil that is supported on the stator, causing a Braking effect on the rotor shaft is generated.

Die DE 198 50 383 der Anmelderin offenbart einen hydrodynamischen Retarder, der einem Getriebe in einem Fahrzeug nachgeordnet ist und der einen in einem Retardergehäuse angeordneten Rotor aufweist, der mit einer Rotorwelle verbunden ist, die von einer Abtriebswelle des Getriebes angetrieben wird und der einen Stator aufweist, der im Retardergehäuse angeordnet ist und sich über eine Feststelleinrichtung auf diesem abstützt. DE 198 50 383 of the applicant discloses one hydrodynamic retarder, which is a transmission in one Vehicle is subordinate and one in one Retarder housing arranged rotor having a rotor shaft connected by an output shaft of the transmission is driven and has a stator which in Retarder housing is arranged and over a Locking device is supported on this.

Des weiteren ist aus der DE 41 08 658 A1 ein Kraftfahrzeug mit einem hydrodynamischen Retarder bekannt, wobei der Retarder einem Zahnräderwechselgetriebe nachgeschaltet ist und der Rotor des Retarders auf einer Rotorwelle angeordnet ist, die von einer Abtriebswelle des Zahnräderwechselgetriebes über einen ins Schnelle übersetzten Stirnantrieb antreibbar ist. Hierbei ist der Stator fest im Retardergehäuse angeordnet und die mit einem Abtriebsflansch versehene Abtriebswelle getriebeausgangsseitig über ein Wälzlager in einem Lagerdeckel gelagert. Die aus Rotor und Stator bestehende Einheit wird in einem in axialer Richtung durch das Wälzlager und den Abtriebsflansch begrenzten Bereich angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung bis in eine in axialer Richtung projizierte Außenkontur des Wälzlagers und/oder des Abtriebsflansches. Furthermore, from DE 41 08 658 A1 Motor vehicle with a hydrodynamic retarder known, the Retarder is connected to a gear change transmission and the rotor of the retarder is arranged on a rotor shaft is that of an output shaft of the Gear change gear via a spur gear translated into fast is drivable. Here, the stator is fixed in the Retarder housing arranged and that with an output flange provided output shaft on the transmission output side via a roller bearing stored in a bearing cap. The rotor and stator existing unit is going through in an axial direction the rolling bearing and the output flange limited area arranged and extends in the radial direction up to an outer contour of the projected in the axial direction Rolling bearing and / or the output flange.

Durch konstruktive Gegebenheiten/Randbedingungen ist im Rahmen dieser Konstruktion das Übersetzungsverhältnis der Stirnradstufe stark eingeschränkt, ebenso die Baugröße von Rotor und Stator des Retarders. Dies hat auch eine starke Einschränkung der Leistungsfähigkeit des Retarders zur Folge. Due to constructive conditions / boundary conditions the gear ratio within this construction the spur gear stage is severely restricted, as is the size of the rotor and stator of the retarder. This also has one severe limitation of the performance of the retarder result.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrodynamischen Retarder der eingangs genannten Art anzugeben, welcher die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll der Bauraum nicht eingeschränkt und die Leistungsfähigkeit deutlich verbessert werden. The present invention is based on the object a hydrodynamic retarder of the type mentioned indicate which of the disadvantages of the state of the Technology avoids. In particular, the installation space should not limited and the performance significantly improved become.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. This task is characterized by the characteristics of the characterizing part of claim 1 solved. Further Refinements emerge from the subclaims.

Demnach wird vorgeschlagen, die Achsen von Abtriebswelle und Rotorwelle gekreuzt bzw. in einem bestimmten Winkel zueinander anzuordnen. Dies kann erfindungsgemäß durch Kegelrad-, Kronenradantrieb oder durch weitere geeignete konstruktive Maßnahmen implementiert werden. Accordingly, it is proposed that the axes of Output shaft and rotor shaft crossed or in a certain Arrange angles to each other. This can be done according to the invention Bevel gear, crown gear drive or other suitable constructive measures are implemented.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, die Achsen von Abtriebswelle und Rotorwelle zueinander versetzt anzuordnen, bevorzugterweise mittels eines Hypoidantriebs. Within the scope of a further embodiment provided the axes of the output shaft and rotor shaft to each other staggered, preferably by means of a Hypoidantriebs.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird eine Leistungssteigerung durch eine Vergrößerung von Rotor und Stator und somit des Kreislauf-Durchmessers des Retarders erzielt. Due to the construction according to the invention Increased performance by enlarging the rotor and Stator and thus the circuit diameter of the retarder achieved.

Eine weitere Leistungssteigerung ist durch eine Veränderung der Hochtreiber-Übersetzung ebenfalls erzielbar. Des weiteren ergeben sich viele Gestaltungsmöglichkeiten für die peripheren Baumaßnahmen, beispielsweise für Auslassspirale, Ansaugbereich, Leerlaufverlust-Reduzierung, Steuerung etc. Another increase in performance is through a Change in the driver translation also achievable. Of there are also many design options for the peripheral construction measures, for example for Outlet spiral, intake area, idle loss reduction, control Etc.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Retarder um 360° um die Getriebelängsachse eingebaut werden kann, wodurch sich weitere Möglichkeiten für konstruktive Maßnahmen ergeben. Another advantage of the invention is that the retarder is installed 360 ° around the longitudinal axis of the gearbox can be, which creates further opportunities for constructive measures result.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In the following the invention with reference to the attached Drawing explained in more detail.

In dieser stellen dar: In this represent:

Fig. 1 Eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung von Abtriebswelle und Rotorwelle eines mit einem Zwei-Vorgelegewellen- Getriebe verbundenen Retarders; und Fig. 1 is a schematic view of the arrangement of the output shaft and rotor shaft of a retarder connected to a two countershaft transmission; and

Fig. 2 Eine Darstellung einer Einbauvariante des Retarders in Kombination mit einem Ein- Vorgelegewellen-Getriebe. Fig. 2 shows an installation variant of the retarder in combination with a single countershaft transmission.

In Fig. 1 ist ein hydrodynamischer Retarder gemäß der Erfindung mit einem Rotor 1, einer Rotorwelle 2, einem Stator 3 und einem Gehäuse 4 dargestellt. Der Rotor ist mittels eines Lagers 5 gelagert. Ferner ist eine Getriebe- Abtriebswelle 6 gezeigt, die mit einem Tellerrad 7 verbunden ist. Gemäß der Erfindung ist im Rahmen der gezeigten Ausführungsform ein kleines Kegelrad bzw. Ritzel 8 mit entsprechender Verzahnung 9 vorgesehen, um die Rotorwelle 2 und die Getriebe-Abtriebswelle 6 miteinander in einer zueinander gekreuzten oder versetzten Anordnung zu verbinden. Erfindungsgemäß kann der Winkel 20 zwischen der Abtriebswelle 6 und der Rotorwelle 2 in Abhängigkeit von der Verbindung zwischen beiden Wellen beliebige Werte annehmen. In Fig. 1 a hydrodynamic retarder to the invention having a rotor 1, a rotor shaft 2, a stator 3 and a housing 4 is shown as. The rotor is supported by means of a bearing 5 . Furthermore, a transmission output shaft 6 is shown, which is connected to a ring gear 7 . According to the invention, in the context of the embodiment shown, a small bevel gear or pinion 8 with corresponding toothing 9 is provided in order to connect the rotor shaft 2 and the gearbox output shaft 6 to one another in a mutually crossed or offset arrangement. According to the invention, the angle 20 between the output shaft 6 and the rotor shaft 2 can assume any values depending on the connection between the two shafts.

Des weiteren ist in der Figur die Hauptwelle 10 des Getriebes, sowie die beiden Vorgelegewellen 11 und 12 des Getriebes, die Antriebswelle 13 und der Abtriebsflansch 14 gezeigt. Furthermore, the main shaft 10 of the transmission, as well as the two countershafts 11 and 12 of the transmission, the drive shaft 13 and the output flange 14 are shown in the figure.

Gemäß der Erfindung kann auch der Winkel der Anbaubarkeit des Retarders um die Getriebelängsachse variabel gestaltet werden: Dies wird in Fig. 2 deutlich, die einen mit einem Ein-Vorgelegewellen-Getriebe verbundenen Retarder zeigt. According to the invention, the angle of attachment of the retarder about the longitudinal axis of the gearbox can also be made variable: This becomes clear in FIG. 2, which shows a retarder connected to a single countershaft gearbox.

Als Bestandteile des Getriebes sind die Verzahnung des Tellerrades 15, ein Zahnrad 16 auf der Hauptwelle 10 des Getriebes und ein Zahnrad 17 der Vorgelegewelle gezeigt. Der Winkel des Einbaus der Rotorwelle 2 um die Getriebe- Abtriebswelle ist mit 18 bezeichnet. Je nach Bedürfnis kann der Winkel 18 alle Werte zwischen 0° und 360° annehmen; zudem ist ein Achsversatz 19 möglich. The teeth of the ring gear 15 , a gear 16 on the main shaft 10 of the transmission and a gear 17 of the countershaft are shown as components of the gear. The angle of the installation of the rotor shaft 2 around the transmission output shaft is denoted by 18. Depending on the needs, the angle 18 can assume all values between 0 ° and 360 °; an axis offset 19 is also possible.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist mit jeder Art von Getriebe realisierbar und liefert eine hohe Bauraumflexibilität bei erhöhter Leistungsfähigkeit. Bezugszeichen 1 Rotor
2 Rotorwelle
3 Stator
4 Gehäuse
5 Rotorlager
6 Getriebe-Abtriebswelle
7 Tellerrad
8 Kleines Kegelrad, Ritzel
9 Verzahnung des kleinen Kegelrades bzw. Ritzels
10 Hauptwelle des Getriebes
11 Vorgelegewelle
12 Vorgelegewelle
13 Antriebswelle
14 Abtriebsflansch
15 Verzahnung des Tellerrades
16 Zahnrad
17 Zahnrad
18 Winkel der Welle 2 um die Welle 6
19 Achsversatz
20 Achswinkel zwischen Welle 2 und Welle 6
The arrangement according to the invention can be implemented with any type of transmission and provides high installation space flexibility with increased performance. Reference number 1 rotor
2 rotor shaft
3 stator
4 housing
5 rotor bearings
6 gearbox output shaft
7 ring gear
8 Small bevel gear, pinion
9 Toothing of the small bevel gear or pinion
10 main shaft of the transmission
11 countershaft
12 countershaft
13 drive shaft
14 output flange
15 toothing of the ring gear
16 gear
17 gear
18 angle of shaft 2 around shaft 6
19 axis offset
20 axis angle between shaft 2 and shaft 6

Claims

1. Hydrodynamic retarder for a motor vehicle, the rotor ( 1 ) of which is arranged on a rotor shaft ( 2 ) and can be driven by an output shaft ( 6 ) of a transmission, characterized in that the axes of the output shaft ( 6 ) and the rotor shaft ( 2 ) form an angle ( 20 ), the values of which can be set between 0 ° and 360 °.

2. Hydrodynamic retarder according to claim 1, characterized in that the axes of the output shaft ( 6 ) and the rotor shaft ( 2 ) are arranged offset from one another.

3. Hydrodynamic retarder according to claim 1 or 2, characterized in that the axes of the output shaft ( 6 ) and the rotor shaft ( 2 ) are connected to one another by means of bevel gear, crown gear or hypoid drive ( 8 ).

4. Hydrodynamic retarder according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rotor shaft ( 2 ) is arranged at any angle ( 18 ) around the output shaft ( 6 ).