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Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder, insbesondere einen Sekundärwasser-Retarder, für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige hydrodynamische Retarder für Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Ein solcher hydrodynamischer Retarder ist beispielsweise als Sekundärwasser-Retarder (SWR) ausgebildet. Ein solcher Sekundärwasser-Retarder nutzt nicht etwa Öl, sondern Wasser als Medium zum Verzögern beziehungsweise Abbremsen des Fahrzeugs. Bei dem Wasser handelt es sich insbesondere um Kühlwasser aus einem Kühlsystem des Fahrzeugs, wobei mittels des Kühlwassers beispielsweise wenigstens eine Antriebskomponente zum Antreiben des Fahrzeugs gekühlt wird. Bei dieser Antriebskomponente handelt es sich beispielsweise um eine Verbrennungskraftmaschine.
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Kommt bei einem solchen Fahrzeug der SWR zum Einsatz, so wird das Wasser sowohl zum Kühlen der Antriebskomponente als auch zum Abbremsen des Fahrzeugs genutzt. Dabei umfasst der hydrodynamische Retarder eine Gehäuseeinrichtung, welche beispielsweise eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Gehäuseelementen umfassen kann. Die Gehäuseeinrichtung weist dabei wenigstens einen ersten Aufnahmebereich und wenigstens einen von dem ersten Aufnahmebereich getrennten, insbesondere fluidisch getrennten, zweiten Aufnahmebereich auf. Mit anderen Worten sind die Aufnahmebereiche durch die Gehäuseeinrichtung jeweils zumindest teilweise begrenzt und insbesondere voneinander getrennt.
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Der hydrodynamische Retarder umfasst einen in dem zweiten Aufnahmebereich angeordneten Stator, eine sich von dem ersten Aufnahmebereich in den zweiten Aufnahmebereich beziehungsweise umgekehrt erstreckende und um eine Drehachse relativ zu dem Stator und insbesondere relativ zu der Gehäuseeinrichtung drehbare Antriebswelle und einen in dem zweiten Aufnahmebereich angeordneten, von der Antriebswelle antreibbaren und um die Drehachse relativ zu dem Stator drehbaren Rotor. Ferner umfasst der hydrodynamische Retarder ein in dem ersten Aufnahmebereich angeordnetes Antriebsrad, von welchem die Antriebswelle antreibbar ist.
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Der zweite Aufnahmebereich und somit der Rotor und der Stator sind beispielsweise auf einer Wasserseite des Retarders angeordnet. Auf dieser Wasserseite kann das zuvor genannte Wasser durch den Retarder, insbesondere durch den zweiten Aufnahmebereich, strömen. Der erste Aufnahmebereich und somit das Antriebsrad sind beispielsweise auf einer Ölseite angeordnet, auf welcher Öl in dem Retarder beziehungsweise in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommen sein kann. Mittels des Öls wird beispielsweise das Antriebsrad geschmiert. Um zu vermeiden, dass sich das Öl von der Ölseite mit dem Wasser auf der Wasserseite vermischt, sind die Aufnahmebereiche beispielsweise voneinander getrennt, insbesondere fluidisch voneinander getrennt.
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Die Funktion eines solchen hydrodynamischen Retarders hinsichtlich der Abbremsung des Fahrzeugs ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Insbesondere offenbaren die
DE 10 2013 208 901 A1 und die
DE 196 23 680 A1 jeweils einen hydrodynamischen Retarder zum Abbremsen eines Fahrzeugs.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hydrodynamischen Retarder der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein übermäßiger Verschleiß des hydrodynamischen Retarders vermieden werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen hydrodynamischen Retarder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen hydrodynamischen Retarder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein übermäßiger Verschleiß des hydrodynamischen Retarders vermieden werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem ersten Aufnahmebereich wenigstens ein Ölauffangelement angeordnet ist, welches wenigstens eine in radialer Richtung der Antriebswelle und somit des Antriebsrads nach innen hin durch einen Boden begrenzte und in Umfangsrichtung des Antriebsrads auf wenigstens einer Seite offene Auffangrinne zum Auffangen und Führen von von dem Antriebsrad aufgewirbeltem Öl aufweist.
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Der erste Aufnahmebereich und somit das Antriebsrad sind beispielsweise auf einer Ölseite des Retarders angeordnet. Dabei ist in dem ersten Aufnahmebereich beispielsweise Öl aufgenommen, welches als Schmieröl zum Schmieren wenigstens einer Komponente des hydrodynamischen Retarders genutzt wird. Bei dieser Komponente handelt es sich beispielsweise um das Antriebsrad, welches mittels des Öls geschmiert und/oder gekühlt wird. Insbesondere wird mittels des Öls eine Verzahnung des Antriebsrads geschmiert. Während eines Betriebs des hydrodynamischen Retarders wird dem ersten Aufnahmebereich beispielsweise das Öl zugeführt. Das Antriebsrad kommt in Kontakt mit in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommenem Öl, da das Antriebsrad beispielsweise in einem Ölsumpf planscht, der sich insbesondere während des Betriebs des hydrodynamischen Retarders in dem ersten Aufnahmebereich bilden kann.
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Da sich das Antriebsrad während des Betriebs des Retarders, insbesondere um die zuvor genannte Drehachse der Antriebswelle, relativ zu der Gehäuseeinrichtung dreht, wirbelt das Antriebsrad beispielsweise Öl in dem ersten Aufnahmebereich auf. Darunter ist zu verstehen, dass das Antriebsrad mit in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommenem Öl in Kontakt kommt. Somit befindet sich an dem Antriebsrad Öl, auf welches Fliehkräfte wirken, welche aus der Drehung des Antriebsrads resultieren. Aufgrund dieser Fliehkräfte wird das Öl von dem Antriebsrad, insbesondere tangential, abgeschleudert. Das von dem Antriebsrad abgeschleuderte und dadurch aufgewirbelte Öl kann mittels des Ölauffangelements, insbesondere mittels der Auffangrinne, aufgefangen werden, da das Öl, welches von dem Antriebsrad abgeschleudert wird, in die Auffangrinne gelangen kann. Dies ist möglich, da die Auffangrinne auf der wenigstens einen Seite offen ist. Dies bedeutet, dass die Auffangrinne in Umfangsrichtung des Antriebsrads, wobei die Umfangsrichtung um die Drehachse verläuft, auf wenigstens einer Seite wenigstens eine Öffnung aufweist, über welche Öl, insbesondere aufgewirbeltes beziehungsweise abgeschleudertes Öl, in die Auffangrinne einleitbar ist. Das mittels des Ölauffangelements beziehungsweise mittels der Auffangrinne aufgefangene Öl kann sich an dem die Auffangrinne in radialer Richtung nach innen hin begrenzenden Boden absetzen. Der Boden ist beispielsweise durch wenigstens einen Wandungsbereich des Ölauffangelements gebildet.
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Das Öl kann dann entlang des Bodens strömen, so dass das Öl mittels des Ölauffangelements gezielt zu wenigstens einem Bereich geführt werden kann. Das Öl kann, insbesondere zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung des Antriebsrads und somit der Antriebswelle aus der Auffangrinne ausströmen und in den zuvor genannten Bereich strömen, so dass zumindest der zuvor genannte Bereich gezielt mit dem Öl über die Auffangrinne versorgt werden kann.
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Das Ölauffangelement ermöglicht somit eine gezielte und bedarfsgerechte Versorgung zumindest des Bereichs mit Öl, so dass sich eine gezielte und bedarfsgerechte Schmierung des Retarders, insbesondere wenigstens einer Komponente des Retarders, realisieren lässt. Hierdurch kann beispielsweise der Bereich gezielt beschmiert werden, so dass ein übermäßiger Verschleiß des Retarders vermieden werden kann.
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Die zuvor genannte axiale Richtung des Antriebsrads und somit der Antriebswelle verläuft zumindest im Wesentlich parallel zur Drehachse beziehungsweise fällt mit der Drehachse zusammen und entspricht insbesondere der axialen Richtung des hydrodynamischen Retarders insgesamt. Die radiale Richtung des Antriebsrads und somit der Antriebswelle verläuft senkrecht zur axialen Richtung beziehungsweise senkrecht zur Drehachse und entspricht der radialen Richtung des Retarders insgesamt. Die zuvor genannte Umfangsrichtung verläuft dabei um die Drehachse und entspricht beispielsweise einer Drehrichtung, in die sich die Antriebswelle und das Antriebsrad während des Betriebs des hydrodynamischen Retarders drehen.
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Mittels des Ölauffangelements ist es insbesondere möglich, das aufgefangene Öl zu wenigstens einer Komponente wie beispielsweise einer Dichtung des Retarders zu führen, so dass eine hinreichende Versorgung der Dichtung mit Öl gewährleistet werden kann. Bei der Dichtung handelt es sich beispielsweise um einen Radialwellendichtring, mittels welchem die Antriebswelle gegen eine Gehäusewandung der Gehäuseeinrichtung abgedichtet ist, wobei beispielsweise die Aufnahmebereiche mittels der Gehäusewandung in axialer Richtung der Antriebswelle zumindest teilweise voneinander getrennt sind. Durch die Gehäusewandung ist die Antriebswelle hindurchgeführt. Um zu vermeiden, dass sich das Öl aus dem ersten Aufnahmebereich mit beispielsweise in dem zweiten Aufnahmebereich aufgenommenem Wasser, welches zum Abbremsen des Fahrzeugs genutzt wird, mischt, ist die Antriebswelle mittels des Radialwellendichtrings gegen die Gehäusewandung abgedichtet. Dabei können eine Mangelschmierung und somit ein Trockenlaufen des Radialwellendichtrings mittels des Ölauffangelements vermieden werden, so dass eine sichere Abdichtung der Antriebswelle gegen die Gehäusewandung gewährleistet werden kann. Insbesondere ist es möglich, wenigstens eine Dichtlippe der beispielsweise als Dichtring ausgebildeten Dichtung mit Öl zu versorgen und somit zu schmieren.
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Alternativ oder zusätzlich hat die Dichtung die Aufgabe, einen Austritt von Öl, welches beispielsweise als Getriebeöl ausgebildet ist, aus der Gehäuseeinrichtung an die Umwelt zu vermeiden. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass es vor allem bei Bergabfahrten und geringem Ölstand zu einem Ausfall der Ölversorgung der Dichtung kommen kann. In der Folge kann die beispielsweise aus Gummi gebildete Dichtung, welche beispielsweise auf der aus einem Stahl gebildeten Antriebswelle läuft, trockenlaufen, infolge von Gleitreibung überhitzen und dabei aushärten und ihre Dichtfunktion verlieren. Dies kann bei dem erfindungsgemäßen hydrodynamischen Retarder vermieden werden, da die Versorgung der Dichtung mit einer hinreichenden Menge an Öl gewährleistet und somit ein Trockenlaufen der Dichtung vermieden werden kann. Mit anderen Worten kann die Versorgung der Dichtung mit Öl sichergestellt werden.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Boden schräg zur axialen Richtung des Antriebsrads beziehungsweise des Retarders insgesamt verläuft. Hierdurch ist es beispielsweise bei Bergabfahrten möglich, dass das Öl entlang des Bodens und entgegen der nach vorne geneigten Fahrzeuglängsrichtung zu einem Ölauffangtrichter in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten strömt. Dabei kann das Öl beispielsweise aus der Auffangrinne aus- und in den Ölauffangtrichter einströmen, so dass das Öl in der Folge mittels des Ölauffangtrichters gezielt zur Dichtung geführt wird. Dabei spielen die Form und die Position des als Ölleitführung fungierenden Ölauffangelements, insbesondere der Auffangrinne, eine wichtige Rolle zur Realisierung einer vorteilhaften und bedarfsgerechten Fließrichtung des Öls entlang des Bodens.
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Insgesamt ist es somit bei dem erfindungsgemäßen hydrodynamischen Retarder möglich, eine sichere Beölung der Dichtung, insbesondere deren Dichtlippe, zu realisieren und gleichzeitig mittels der Dichtung sicherzustellen, dass kein Öl aus der Gehäuseeinrichtung austritt und/oder sich mit Wasser vermischt. Aus der Sicherstellung der Schmierung der Dichtung resultiert eine hohe Lebensdauer der beispielsweise als Radialwellendichtring ausgebildeten Dichtung. Übermäßig frühe Reparaturen und damit zusammenhänge Reparaturkosten können vermieden werden. Ferner lässt sich eine Absicherung der Ölversorgung auch bei geringem Ölstand realisieren, so dass eine nur geringe Ölmenge zum Betrieb des Retarders ausreicht. In der Folge kann ein effektiver und effizienter Betrieb realisiert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines hydrodynamischen Retarders für ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug;
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2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer Lagerglocke einer Gehäuseeinrichtung des Retarders, wobei die Lagerglocke mit einem Ölauffangelement zum Auffangen und Führen von Öl, welches von einem Antriebsrad des Retarders aufgewirbelt wird, versehen ist;
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3 eine weitere schematische Perspektivansicht der mit dem Ölauffangelement versehenen Lagerglocke; und
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4 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Rotorgehäuses der Gehäuseeinrichtung, wobei das Rotorgehäuse einen Ölauffangtrichter aufweist, welcher mittels des Ölauffangelements gezielt mit Öl versorgt werden kann.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten hydrodynamischen Retarder, welcher auch einfach als Retarder bezeichnet wird. Der Retarder kommt bei einem Fahrzeug zum Einsatz, welches insbesondere als Nutzfahrzeug, insbesondere Nutzkraftwagen, ausgebildet ist. Mittels des hydrodynamischen Retarders 10 kann das Fahrzeug abgebremst werden. Dabei ist der hydrodynamische Retarder 10 als Sekundärwasser-Retarder (SWR) ausgebildet. Dies bedeutet, dass der hydrodynamische Retarder 10 nicht etwa Öl, sondern Wasser zum Abbremsen beziehungsweise Verlangsamen des Fahrzeugs verwendet. Bei dem genannten Wasser handelt es sich um Kühlwasser, welches wenigstens einen Kühlkreislauf des Fahrzeugs durchströmt und genutzt wird, um wenigstens eine beispielsweise als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebskomponente zum Antreiben des Fahrzeugs zu kühlen. Das Kühlwasser ist eine von Öl unterschiedliche Kühlflüssigkeit, mittels welcher die Antriebskomponente infolge des Wärmeübergangs von der Antriebskomponente an die Kühlflüssigkeit gekühlt wird.
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Aus 1 ist erkennbar, dass der hydrodynamische Retarder 10 eine im Ganzen mit 12 bezeichnete Gehäuseeinrichtung aufweist, welche beispielsweise eine Mehrzahl von separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Gehäuseelementen umfasst. Ein erstes dieser Gehäuseelemente ist eine Lagerglocke 14, welche einen ersten Aufnahmebereich 16 zumindest teilweise begrenzt. Ein zweites der Gehäuseelemente ist ein Rotorgehäuse 18, welches einen in den Fig. nicht erkennbaren zweiten Aufnahmebereich zumindest teilweise begrenzt. Somit weist die Gehäuseeinrichtung 12 sowohl den ersten Aufnahmebereich 16 als auch den zweiten Aufnahmebereich auf. Die Aufnahmebereiche sind in axialer Richtung des hydrodynamischen Retarders 10 zumindest teilweise, insbesondere zumindest vollständig, voneinander getrennt und dabei insbesondere fluidisch voneinander getrennt. Hierzu umfasst die Gehäuseeinrichtung 12, insbesondere das Rotorgehäuse 18, eine in den Fig. nicht erkennbare Gehäusewandung, welche in axialer Richtung des hydrodynamischen Retarders 10 zwischen den Aufnahmebereichen angeordnet ist und die Aufnahmebereiche in axialer Richtung des hydrodynamischen Retarders 10 zumindest teilweise voneinander trennt. Aus 4 ist erkennbar, dass die genannte Gehäusewandung wenigstens eine Durchgangsöffnung 25 aufweist, welche einerseits in den ersten Aufnahmebereich 16 und andererseits in den zweiten Aufnahmebereich mündet.
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Der hydrodynamische Retarder 10 umfasst einen in dem zweiten Aufnahmebereich angeordneten Stator und eine sich von dem ersten Aufnahmebereich 16 in den zweiten Aufnahmebereich über die Durchgangsöffnung 25 erstreckende und um eine Drehachse relativ zu dem Stator und relativ zu der Gehäuseeinrichtung 12 drehbare Antriebswelle. Dies bedeutet, dass sich die Antriebswelle durch die Durchgangsöffnung 25 und somit über die Durchgangsöffnung 25 durch die genannte Gehäusewandung hindurch erstreckt, so dass die Antriebswelle teilweise in dem ersten Aufnahmebereich 16 und teilweise in dem zweiten Aufnahmebereich angeordnet ist. Dabei ist die Antriebswelle über wenigstens ein Lager an der Gehäuseeinrichtung 12 um die genannte Drehachse relativ zu der Gehäuseeinrichtung 12 drehbar gelagert.
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Der hydrodynamische Retarder 10 umfasst ferner einen um die Drehachse relativ zu dem Stator drehbaren Rotor, welcher von der Antriebswelle antreibbar ist. Außerdem umfasst der hydrodynamische Retarder 10 ein in dem ersten Aufnahmebereich 16 angeordnetes Antriebsrad 20, von welchem die Antriebswelle antreibbar ist. Beispielsweise ist das Antriebsrad 20 drehfest mit der Antriebswelle verbunden, so dass die Antriebswelle und über diese der Rotor von dem Antriebsrad 20 antreibbar sind. Aus 1 ist erkennbar, dass das Antriebsrad 20 eine als Außenverzahnung ausgebildete Verzahnung 22 aufweist, welche in fertig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs in eine korrespondierende Verzahnung eines in den Fig. nicht dargestellten weiteren Zahnrads eingreift. Somit ist das Antriebsrad 20 über das genannte Zahnrad beispielsweise von einer Getriebewelle eines Getriebes des Fahrzeugs antreibbar.
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Die Funktion des hydrodynamischen Retarders 10 hinsichtlich der Abbremsung beziehungsweise Verlangsamung des Fahrzeugs ist aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt und wird daher im Folgenden nur kurz beschrieben. In einem Bremsbetrieb zum Abbremsen des Fahrzeugs wird der Rotor über die Antriebswelle, das Antriebsrad 20, und das genannte Zahnrad angetrieben, wobei das Zahnrad über die Getriebewelle von Rädern des Fahrzeugs angetrieben wird, welches über die Räder beispielsweise bei einer Bergabfahrt auf einer Fahrbahn abrollt. Da der hydrodynamische Retarder 10 Wasser als Medium zum Abbremsen des Fahrzeugs nutzt, ist zumindest in dem Bremsbetrieb das Wasser in dem zweiten Aufnahmebereich aufgenommen, so dass der zweite Aufnahmebereich und somit der Rotor und der Stator auf einer Wasserseite des Retarders 10 angeordnet sind. Das Wasser wird mittels des Rotors beschleunigt, zu dem Stator geleitet und von dem Stator zurück zu dem Rotor geleitet, wodurch das Wasser den Rotor und in weiterer Folge die Antriebswelle, das Antriebsrad 20, das Zahnrad, die Getriebewelle und somit die Räder beziehungsweise das Fahrzeug insgesamt abbremst.
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Der erste Aufnahmebereich 16 und somit das Antriebsrad 20 sind auf einer sogenannten Ölseite des hydrodynamischen Retarders 10 angeordnet. Auf der Ölseite und somit in dem ersten Aufnahmebereich 16 ist Öl angeordnet beziehungsweise aufgenommen, mittels welchem das Antriebsrad 20, insbesondere dessen Verzahnung 22, geschmiert wird. Beispielsweise wird das Öl dem ersten Aufnahmebereich 16 zugeführt. Dabei kann sich in dem ersten Aufnahmebereich 16, das heißt in der Lagerglocke 14, beispielsweise ein Ölsumpf bilden, in welchem das Antriebsrad 20 bei seiner Drehung um die Drehachse planscht. Dies bedeutet, dass das Antriebsrad 20 in Kontakt mit dem in dem ersten Aufnahmebereich 16 aufgenommenen Öl kommt, so dass das Antriebsrad 20 Öl aufnimmt. Da sich das Antriebsrad 20 dreht, wirkt auf das aufgenommene und sich somit an dem Antriebsrad 20 befindende Öl Fliehkräfte, durch welche das von dem Antriebsrad 20 aufgenommene Öl von den Antriebsrad 20, insbesondere in tangentialer Richtung, abgeschleudert wird. Dadurch wird während eines Betriebs des hydrodynamischen Retarders 10, das heißt, wenn sich das Antriebsrad 20 dreht, Öl mittels des Antriebsrads 20 in dem ersten Aufnahmebereich 16 aufgewirbelt.
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Um beispielsweise zu verhindern, dass Öl aus der Gehäuseeinrichtung 12 an die Umwelt austritt und/oder dass sich Öl aus dem ersten Aufnahmebereich 16 mit dem Wasser aus dem zweiten Aufnahmebereich mischen kann, umfasst der hydrodynamische Retarder 10 wenigstens eine in den Fig. nicht dargestellte Dichtung, welche als Radialwellendichtring ausgebildet ist und auch als Dichtring bezeichnet wird. Mittels des Radialwellendichtrings ist die Antriebswelle gegen die Gehäuseeinrichtung 12, insbesondere gegen die genannte Gehäusewandung, abgedichtet, wodurch die Durchgangsöffnung 25 abgedichtet ist. Somit kann kein Öl zwischen der Gehäusewandung und der Antriebswelle durch die Durchgangsöffnung 25 hindurchströmen. Der Radialwellendichtring ist dabei beispielsweise an der Gehäusewandung festgelegt und läuft auf der beispielsweise aus einem Stahl gebildeten Antriebswelle. Hierzu weist der Radialwellendichtring beispielweise wenigstens eine Dichtlippe auf, welche auf der Antriebswelle, insbesondere auf einer außenumfangsseitigen Mantelfläche der Antriebswelle, läuft.
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Im fertig hergestellten Zustand des Fahrzeugs sind die Lagerglocke 14 und somit der erste Aufnahmebereich 16 und das Antriebsrad 20 beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in einem Getriebegehäuse aufgenommen und demzufolge von dem Getriebegehäuse umgeben. Bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs sind das Rotorgehäuse 18 und somit die Durchgangsöffnung 25 und der Radialwellendichtring hinter beziehungsweise nach der Lagerglocke 14 angeordnet. Bei einer Bergabfahrt des Fahrzeugs strömt das Öl somit in einen vorderen Bereich des Getriebegehäuses und insbesondere von dem Radialwellendichtring weg. Es hat sich gezeigt, dass bei herkömmlichen Retardern dann eine ausreichende Versorgung der Verzahnung 22 und des Radialwellendichtrings, insbesondere der Dichtlippe, mit Öl nicht mehr ohne weiteres gegeben ist. Bei abgesenktem Ölstand, das heißt bei einem nur geringen Ölstand, verschlechtert sich die Beölung der Verzahnung 22 zusätzlich, weil das Antriebsrad 20 nicht mehr in Kontakt mit dem Ölsumpf steht. Nach längerer Bergabfahrt unter hoher Last kann sich somit die Verzahnung 22 sehr schnell erwärmen, da die Wärme nicht mehr ausreichend abgeführt wird. Daraus resultiert ein Temperaturanstieg in der Antriebswelle.
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Aufgrund des Schmierungsmangels kann der Radialwellendichtring, insbesondere die Dichtlippe, trockenlaufen und infolge von Reibung heißlaufen. Dadurch kann die Dichtlippe verbrennen, aushärten und ihre Dichtfunktion verlieren. In der Folge kann Öl aufgrund des defekten Radialwellendichtrings durch die Durchgangsöffnung 25 strömen und dabei beispielsweise aus der Gehäuseeinrichtung 12 ausströmen.
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Aus 2 ist erkennbar, dass beispielsweise an einer den Aufnahmebereich 16 in radialer Richtung nach außen hin zumindest teilweise begrenzenden Innenwandung 24 der Lagerglocke 14 eine schräg verlaufende Ölleitkante 26 angeordnet ist, welche insbesondere radial über die Breite des Antriebsrads 20 ausgebildet ist. Die Ölleitkante 26 ist als Formkante ausgebildet und gusstechnisch mit der Lagerglocke 14 verbunden beziehungsweise durch die Lagerglocke 14 gebildet. Mit anderen Worten ist die Ölleitkante 26 einstückig mit der Lagerglocke 14 ausgebildet. Die Ölleitkante 26 soll von der Verzahnung 22 mitgenommenes und abgeschleudertes Öl in Form von Spritz- und Schleuderöl auffangen und zu einem aus 4 erkennbaren Ölauffangtrichter 28 des Rotorgehäuses 18 leiten. Die Position der Ölleitkante 26 ist dabei derart abgestimmt, dass die Ölleitkante 26 in einem Einlaufbereich 30 des Ölauffangtrichters 28 endet. Ist eine hohe Menge an Öl in dem Ölsumpf vorhanden und liegt eine sehr hohe Umfangsgeschwindigkeit an dem Antriebsrad 20 vor, kann das Öl in hinreichender Menge transportiert werden und in den Ölauffangtrichter 28 abfließen.
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Mittels des sich insbesondere in radialer Richtung nach innen hin verjüngenden Ölauffangtrichters 28 wird das in den Ölauffangtrichter 28 strömende Öl zu dem Radialwellendichtring geführt, so dass eine hinreichende Versorgung des Radialwellendichtrings mit Öl gewährleistet ist. Versuche haben jedoch gezeigt, dass die Ölleitkante 26, insbesondere ihre Einbausituation, nur bei hohem Ölstand und auf ebener Straße eine hinreichende Versorgung des Radialwellendichtrings mit Öl sicherstellt. Eine Mangelschmierung kann bereits bei leichter Bergabfahrt vorliegen, insbesondere wenn die Bergabfahrt länger andauert. Neigt sich das Fahrzeug deutlich nach vorne, ist zwangsläufig mit einer Vorschädigung des Radialwellendichtrings zu rechnen. Das Öl fließt dann nämlich an der ebenfalls in Vorwärtsfahrtrichtung nach vorne geneigten Ölleitkante 26 entlang und über eine den ersten Aufnahmebereich 16 in axialer Richtung zumindest teilweise begrenzenden Gehäusewand 32 der Lagerglocke 14 zurück in den Ölsumpf. Das Öl kann nämlich nicht entgegen der Schwerkraft nach oben und somit entgegen der nach vorne geneigten Fahrzeugschräglage, nach hinten in die Einmündung des Auffangtrichters 28 gelangen, um dann dort abzufließen. Beim Einsatz kleinerer Baugruppenbauteile wie zum Beispiel bei einer Klauenschaltung verhält sich die Ölversorgung noch ungünstiger, da weitere für die Ölversorgung notwendige Bauteile entfallen beziehungsweise kleiner ausfallen und dadurch kein Kontakt zum Ölsumpf mehr besteht. Die Verzahnung 22 wie auch der Radialwellendichtring werden dann nicht mehr hinreichend mit Öl, welches mittels des Antriebsrads 20 aufgewirbelt und von dem Antriebsrad 20 abgeschleudert wird, versorgt.
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Um eine hinreichende Versorgung sowohl des Antriebsrads 20, insbesondere Verzahnung 22, als auch des Radialwellendichtrings zu gewährleisten und somit einen übermäßigen Verschleiß des hydrodynamischen Retarders 10 zu vermeiden, ist daher in dem ersten Aufnahmebereich 16 wenigstens ein besonders gut aus 2 und 3 erkennbares Ölauffangelement 34 angeordnet, welches vorliegend an der Innenwandung 24 angeordnet ist. Das Ölauffangelement 34 weist eine in radialer Richtung nach innen hin durch einen Boden 36 begrenzte und in Umfangsrichtung des Antriebsrads 20 auf wenigstens einer Seite 38 offene Auffangrinne 40 zum Auffangen und Führen von von dem Antriebsrad 20 aufgewirbeltem Öl auf. Der Boden 36 ist dabei durch eine Wandung 42 des Ölauffangelements 34 gebildet und verläuft schräg zur axialen Richtung, wodurch der Boden 36 zu dem Radialwellendichtring beziehungsweise zu dem Ölauffangtrichter 28 hin abfällt.
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Dabei ist zumindest ein Teil der Auffangrinne 40 in einer gedachten, durch die Drehachse und die Fahrzeughochrichtung aufgespannten Ebene angeordnet, so dass die Auffangrinne 40 in der Mitte beziehungsweise in einer Mittelposition der Lagerglocke 14 angeordnet ist. Die Auffangrinne 40 ist ferner in axialer Richtung offen, so dass das mittels der Auffangrinne 40 aufgefangene Öl sich an dem Boden 36 absetzen und entlang des Bodens 36 strömen kann. Das aufgegangene Öl kann in axialer Richtung aus der Auffangrinne 40 ausströmen und von der Auffangrinne 40 abströmen beziehungsweise abtropfen und dabei in den Ölauffangtrichter 28 strömen bzw. fließen. Die Gehäusewand 32 ist eine Gehäuserückwand beziehungsweise ein Gehäusegrund, wobei die auch als Öllaufrinne bezeichnete Auffangrinne 40 an dem Gehäusegrund beziehungsweise an der Gehäuserückwand (Gehäusewand 32) beginnt und in Richtung einer Flanschfläche 44 der Lagerglocke 14 abfallend verläuft. Im fertig hergestellten Zustand des Fahrzeugs ist das Rotorgehäuse 18 an der Flanschfläche 44 abgestützt, so dass die Lagerglocke 14 und das Rotorgehäuse 18 an der Flanschfläche 44 zusammengesetzt sind.
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Beispielsweise ist das Ölauffangelement 34 einstückig mit der Lagerglocke 14 ausgebildet, wobei die Auffangrinne 40 beispielsweise als Formfläche ausgebildet und dabei gusstechnisch mit einer innenumfangsseitigen Mantelfläche der Lagerglocke 14 verbunden ist. Jede andere Verbindungsart des Ölauffangelements 34 zur Lagerglocke 14 wie beispielsweise Schrauben, Nieten, Kleben, Stecken, etc. sowie das Verlassen der genannten Ebene bezüglich Feinabstimmungen der Ölverteilung sind ohne weiteres denkbar. Mit anderen Worten ist es ohne weiteres möglich, dass das Ölauffangelement 34 vollständig außerhalb der genannten, gedachten Ebene angeordnet ist. Die Einbaulage beziehungsweise die Position und die Gestaltung der Form der Auffangrinne 40 spielen eine wichtige Rolle für die Fließrichtung des Öls zu dem Ölauffangtrichter 28.
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Insbesondere weist die Auffangrinne 40 einen schrägen beziehungsweise konischen Verlauf auf, welcher an dem Gehäusegrund beginnt. Eine Entformungsschräge an der Innenwandung 24 und ein gegenüberliegender Winkel des Bodens 36 bilden dabei die Kontur der als Ablaufrinne fungierenden Auffangrinne 40. Der genannte Winkel ist ein Innenwinkel, welcher vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass ein in radialer Richtung verlaufender Abstand zwischen der Drehachse und dem Ölauffangelement 34 einen maximal zulässigen Durchmesser beziehungsweise Radius des Antriebsrads 20 zuzüglich eines Abstandes von mindestens 0,2 Millimeter nicht unterschreitet, so dass keine Gefahr einer Kollision des Antriebsrads 20 mit dem Ölauffangelement 34 besteht.
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Vorzugsweise weist das Ölauffangelement 34 eine Abtropfnase, eine Abtropffläche oder eine Abtropfscheibe oder eine Abtropfkante an einem Ende 46 der Auffangrinne 40 auf, wobei der Boden 36 zum Ende 46 hin abfällt, so dass das Öl an dem Ende 46 aus der Auffangrinne 40 ausströmen kann. Die Abtropfnase trägt zur Verbesserung des Ölabflusses bei sehr gering zur Verfügung stehender Ölmenge bei. Die Abtropfnase kann dabei die Form einer Flügelfläche, insbesondere eines Winglets beziehungsweise einer Flügelendscheibe haben, über welches das Öl direkt in den Ölauffangtrichter 28 abfließen kann. Auch hier ist der Mindestabstand zu einem Einlauf des Ölauffangtrichters 28 zu beachten.
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Bei dem in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ölauffangelement 34 als separat von der Lagerglocke 14 ausgebildetes und mit der Lagerglocke 14 verbundenes Bauteil ausgebildet, wobei das Ölauffangelement 34 beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere Polyamid, gebildet ist. Insbesondere ist das Ölauffangelement 34 mit der Lagerglocke 14 verschraubt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- hydrodynamischer Retarder
- 12
- Gehäuseeinrichtung
- 14
- Lagerglocke
- 16
- erster Aufnahmebereich
- 18
- Rotorgehäuse
- 20
- Antriebsrad
- 22
- Verzahnung
- 24
- Innenwandung
- 25
- Durchgangsöffnung
- 26
- Ölleitkante
- 28
- Ölauffangtrichter
- 30
- Einlaufbereich
- 32
- Gehäusewand
- 34
- Ölauffangelement
- 36
- Boden
- 38
- Seite
- 40
- Auffangrinne
- 42
- Wandung
- 44
- Flanschfläche
- 46
- Ende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013208901 A1 [0006]
- DE 19623680 A1 [0006]
