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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergehäuse
für eine hydraulische Retardersteuerung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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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.
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Derartige
verschleißfreie zusätzliche Verzögerungseinrichtungen
in Form von Retardern und Motorbremsen können dazu verwendet
werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit im Gefälle konstant
zu halten.
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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.
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Bei
hydrodynamischen Retardersystemen wird das Bremsmoment durch den
Füllgrad des Betriebsmediums, beispielsweise des Öls,
eingestellt. Hierbei wird die Strömungsenergie des Betriebsmediums
zum Bremsen benutzt, wobei das physikalische Wirkprinzip dem einer
hydrodynamischen Kupplung mit feststehender Turbine entspricht.
Demnach weist ein hydrodynamischer Retarder mindestens einen sich
im Leistungsfluss befindlichen Rotor und mindestens 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.
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Die
Ansteuerung von Retardern kann pneumatisch oder mittels einer hydraulischen
Einrichtung erfolgen.
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Ein
Beispiel einer Bremsanlage mit einem pneumatisch gesteuerten hydrodynamischen
Retarder ist in der
DE
198 53 830 C1 beschrieben. Der hydrodynamische Retarder
weist dabei einen Rotor und einen Stator auf, die ihrerseits einen
Arbeitsraum miteinander bilden, sowie eine Kühleinrichtung
zum Kühlen des Arbeitsmediums, einen Vorratsbehälter zur
Aufnahme des Arbeitsmediums und eine Steuereinrichtung zum Aufbringen
eines Druckes auf das im Vorratsbehälter enthaltene Arbeitsmedium
zwecks Einstellens des Kühlungsgrades des Arbeitsraumes, wobei
Retarder und Kühleinrichtung im Bremsbetrieb im Sinne eines
Kreislaufes vom Arbeitsmedium durchströmt werden.
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Aus
der
DE 4442219 A1 ist
ein weiterer pneumatisch gesteuerter hydrodynamischer Retarder bekannt,
der ein Statorschaufelrad und ein Rotorschaufelrad aufweist; der
bekannte Retarder umfasst einen Arbeitsmittelsumpf und eine Steuereinrichtung zum
Steuern des Füllungsgrades des Arbeitsraumes, wobei die
Steuereinrichtung ein Proportionalventil sowie eine Verbindungsleitung
(Sumpfleitung) zum Sumpf aufweist und wobei der Sumpf mit dem Arbeitsraum
des Retarders über einen Steigkanal in leitender Verbindung
steht. Gemäß der
DE 4442219 A1 sind Mittel vorgesehen, um
eine Einwirkung des im bremsfreien Betrieb erzeugten Luftstromes
auf den Spiegel des Arbeitsmittels im Sumpf zu unterbinden.
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Pneumatische
Steuerungssysteme weisen die Nachteile eines begrenzten Regelverhaltens,
der Notwendigkeit der Anordnung einer Trennungseinheit zwischen
dem Arbeitsmedium und dem Luftdruck sowie der Notwendigkeit des
Vorsehens einer fahrzeugseitigen Pneumatikversorgung auf.
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Aus
der
DE 10141794 A1 der
Anmelderin ist ein hydrodynamischer Retarder mit hydraulischer Steuerung
für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem Kreislauf zur
Steuerung des Retarders, mit einer Hydraulikpumpe, einem Wärmetauscher,
einem Ventil und einer Steuer- und Regeleinheit, wobei das Fördervolumen
der Pumpe derart verstellbar ist, dass der Volumenstrom unabhängig
von der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Gelenkwellendrehzahl oder Retarderdrehzahl
einstellbar ist.
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Ein
weiteres Beispiel eines hydraulisch gesteuerten hydrodynamischen
Retarders geht aus der
DE
10 2006 030 792 A1 der Anmelderin hervor. Der bekannte
Retarder weist einen Rotor und einen Stator auf und bildet mit einem
Getriebe einen gemeinsamen Ölhaushalt, welcher aus einem Ölreservoir und
einem Getriebesumpf besteht und eine Überlaufkante aufweist.
Hierbei ist eine Steuerungs- und Regelungseinheit mit Ventilen und
Sensoren verbunden; zur Steuerung des Retarders ist ein Hydraulikkreislauf
vorgesehen, welcher eine Pumpe, einen Wärmetauscher und
ein Ventil aufweist, wobei ein Volumenstrom der Pumpe unabhängig
von der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der Gelenkwellen- oder Retarderdrehzahl
verstellbar ist. Des weiteren ist bei dem bekannten Retarder das Ölreservoir über
ein Befüllventil mit einem Saugkanal der Pumpe verbindbar.
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In
Steuergehäusen, d. h. in Gehäusen für eine
hydraulische Retardesteuerung nach dem Stand der Technik, sind im
Allgemeinen die Bauteile der hydraulischen Steuerung angeordnet.
Hierbei handelt es sich um Magnetventile, Kolben und Federn sowie
eventuell um Messanschlüsse für Sensoren. Steuergehäuse
weisen zudem in der Regel gießtechnisch eingebrachte Kanäle
und Leitungen auf, welche die hydraulischen Verknüpfungen
zwischen den einzelnen Ventilen darstellen.
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Eine
hydraulische Retardersteuerung benötigt neben diesen Bauteilen
weitere Bauteile, wie beispielsweise eine verstellbare Hydraulikpumpe,
Senso ren, sowie elektrische Steuer- und Versorgungsleitungen. Zudem
kann in Abhängigkeit der konstruktiven Gegebenheiten zur
Schnellbefüllung des Rotor/Stator-Raumes beim Bremsbeginn
ein am Retarder angeordnetes Ölreservoir vorgesehen sein,
wie es z. B. bei der Steuerung gemäß der
DE 10 2006 030 792
A1 der Anmelderin der Fall ist. Diese weiteren Bauteile
benötigen Bauraum sowie weitere Rohrleitungen; zudem sind
Maßnahmen zur Abdichtung erforderlich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuergehäuse
für eine hydraulische Retardersteuerung anzugeben, welches
eine Vielzahl von Funktionen bzw. Anforderungen in einem Bauteil
vereinigt. Dadurch sollen gegenüber herkömmlichen
Steuergehäusen Bauteile eingespart werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile
gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach
wird ein Steuergehäuse für eine hydraulische Retardersteuerung
vorgeschlagen, in das neben den Kolben, Federn, Ventile, Verschlussteilen
und Kanälen die Hydraulikpumpe und die dazugehörenden
Komponenten integriert sind.
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Im
Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind,
vorzugsweise auf der Rückseite (d. h. Außenseite)
des Steuergehäuses, Vertiefungen vorgesehen, welche die
elektrischen Steuer- und Versorgungsleitungen aufnehmen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorzugsweise auf der
Rückseite des erfindungsgemäßen Gehäuses
ein Wärmetauscher direkt montiert. Durch diese Ausgestaltung übernimmt das
Steuergehäuse die hydraulischen Verbindungen zum Wärmetauscher
sowie die tragende Funktion für den Wärmetauscher.
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In
bevorzugter Weise ist der Wärmetauscher derart angeordnet,
dass er die Gehäusevertiefungen zur Aufnahme der elektrischen
Steuer- und Versorgungsleitungen (falls vorhanden) nach dem Einlegen und
Befestigen der Kabel abdeckt, so dass die Leitungen vor Umgebungseinflüssen
und sonstigen Beschädigungen wirkungsvoll geschützt
werden können.
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Des
weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass, wenn, wie im Rahmen der
DE 10 2006 030 792 A1 der Anmelderin beschrieben,
zur Schnellbefüllung des Rotor/Stator-Raumes beim Bremsbeginn
ein lokal am Retarder angeordnetes Ölreservoir vorgesehen
ist, dieses Ölreservoir in das Steuergehäuse integriert
ist, wodurch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Ölwanne
oder eines zusätzlichen Behälters entfällt.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung
beispielhaft näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht der Vorderseite einer bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Steuergehäuses
und
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2 eine
schematische Ansicht der Rückseite einer bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Steuergehäuses.
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In 1 ist
eine Ansicht der Vorderseite einer bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Steuergehäuses 1 gezeigt.
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Das
Steuergehäuse 1 umfasst neben den Kolben, Federn,
Ventilen und Verschlussteilen sowie Kanälen bzw. Leitungen
zur Realisierung der hydraulischen Verknüpfungen zwischen
den einzelnen Ventilen die Hydraulikpumpe 2 der hydraulischen
Retardersteuerung, deren Verstelleinrichtung, ein dazugehörendes
Federpaket 3 sowie die Pumpenlagerung; in 1 sind
die Ventile mit 4 bezeichnet.
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Durch
diese Ausgestaltung kann auf ein üblicherweise notwendiges
Pumpengehäuse verzichtet werden; zudem entfallen zusätzliche
Maßnahmen zur Abdichtung und Zentrierung des Pumpengehäuses,
was sowohl in einer Kostenersparnis als auch in Verbesserungen hinsichtlich
der Zuverlässigkeit resultiert.
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Durch
den gemeinsamen Ölhaushalt von Retarder und Getriebe kann
die Ölversorgung des Retarders mittels des Sumpfs des Getriebes
erfolgen. Gemäß der Erfindung und bezugnehmend
auf 1 ist jedoch zur Schnellbefüllung des
Rotor/Stator-Raumes des Retarders beim Bremsbeginn ein lokal am
Retarder angeordnetes Ölreservoir 5 vorgesehen,
welches in das Steuergehäuse 1 integriert ist. Durch
die Integration des Ölreservoirs 5 in das Steuergehäuse 1 kann
in vorteilhafter Weise Bauraum und Gewicht eingespart werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung, die Gegenstand der 2 ist,
sind auf der Rückseite des Steuergehäuses 1,
Vertiefungen 6 vorgesehen, welche die elektrischen Steuer-
und Versorgungsleitungen 7 aufnehmen.
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Gemäß der
Erfindung ist der Kabelbaum, umfassend die Steuer- und Versorgungsleitungen 7 am
Steuergehäuse 1 schwingungsfest angeordnet, wobei
dies beispielsweise durch Gewinde für Kabelschellen, Rippen
für Halteklammern oder Bohrungen für Befestigungsstifte
erfolgt.
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Bei
der in 2 gezeigten Ausgestaltung der Rückseite
(d. h. Außenseite) des Steuergehäuses ist auf
der Rückseite ein Wärmetauscher direkt montiert, wobei
in der 2 die Anschlüsse 8 für
den Wärmetauscher gezeigt sind. Somit übernimmt
das Steuergehäuse 1 die hydraulischen Verbindungen
zum Wärmetauscher sowie die tragende Funktion für
den Wärmetauscher.
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Bevorzugter
Weise ist der Wärmetauscher derart angeordnet, dass er
die Gehäusevertiefungen 6 zur Aufnahme der elektrischen
Steuer- und Versorgungsleitungen 7 nach dem Einlegen und
Befestigen der Leitungen abdeckt, so dass die Leitungen 7 vor Umgebungseinflüssen
und sonstigen Beschädigungen geschützt werden
können.
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In
vorteilhafter Weise werden durch diese Anordnung zusätzliche
Bauteile zur Adaptierung eines Wärmetauschers, wie beispielsweise
ein Ölzuführgehäuse, Rohrleitungen etc.
nicht benötigt.
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In 2 sind
die Ansteuerungsmagnete mit 9 bezeichnet; ferner sind gemäß der
Erfindung bei der gezeigten Ausführungsform in das Steuergehäuse
Sensoren 10 integriert.
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Durch
die erfindungsgemäße Konzeption wird ein Steuergehäuse
zur Verfügung gestellt, welches in vorteilhafter Weise
eine Vielzahl von Funktionen bzw. Anforderungen in einem Bauteil
vereinigt.
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Durch
die erzielte Integration verschiedenster Funktionen bzw. Anforderungen
können gegenüber herkömmlichen Konstruktionen
einige Bauteile eingespart werden, was in einer signifikanten Reduzierung
der durch Fertigung, Montage und Logistik hervorgerufenen Produktkosten
resultiert.
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Selbstverständlich
fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede
räumliche Anordnung der Bauteile des erfindungsgemäßen
Steuergehäu ses an sich sowie zueinander und soweit technisch
sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche,
ohne die Funktion des Steuergehäuses, wie sie in den Ansprüchen
angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit
in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
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- 1
- Steuergehäuse
- 2
- Hydraulikpumpe
- 3
- Federpaket
- 4
- Ventile
- 5
- Ölreservoir
- 6
- Vertiefungen
- 7
- Steuer-
und Versorgungsleitungen
- 8
- Anschlüsse
für den Wärmetauscher
- 9
- Ansteuerungsmagnete
- 10
- Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19853830
C1 [0007]
- - DE 4442219 A1 [0008, 0008]
- - DE 10141794 A1 [0010]
- - DE 102006030792 A1 [0011, 0013, 0020]