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Die Erfindung betrifft eine Retardervorrichtung, insbesondere eine hydrodynamische Kraftfahrzeugretardervorrichtung.
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Aus der
EP 1288 093 A1 ist bereits eine Retardervorrichtung, insbesondere eine hydrodynamische Kraftfahrzeugretardervorrichtung, bekannt, mit einer Antriebswelle, mit einem mit der Antriebswelle drehfest verbundenen Rotor, mit einem Stator, mit einem an den Stator und/oder Rotor angebundenen Ölkreislauf, mit einem in den Ölkreislauf eingebundenen Wärmetauscher und mit einer an den Ölkreislauf angebunden Ölpumpe, die in zumindest einem Betriebszustand zu einer Befüllung des Ölkreislaufs mit Öl vorgesehen ist. Hierbei werden insbesondere aufwendige Schieberventile benötigt um den Füllgrad und damit die Pumpwirkung der permanent angetriebenen Ölpumpe zu regeln.
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Ferner werden Retardervorrichtung, insbesondere Ölretarder, in Nutzfahrzeugen generell füllstandsgesteuert geregelt. Dabei wird Öl in den Retarderkreislauf gepumpt und der Gegendruck führt dann zu einem Bremsmoment. Dabei sind insbesondere Retardervorrichtungen bekannt, bei welchen Druckluft genutzt wird, um das Ölreservoir mit Druck zu beaufschlagen. Damit wird zur Regelung relativ viel Druckluft benötigt. Totraumtrennungen erfolgen beispielsweise über Membranen oder über einen Füllspeicher.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhaft flexible und vorteilhaft einfach aufgebaute Retardervorrichtung bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Retardervorrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kraftfahrzeugretardervorrichtung, mit einer Antriebswelle, mit einem mit der Antriebswelle drehfest verbundenen Rotor, mit einem Stator, mit einem an den Stator und/oder Rotor angebundenen Ölkreislauf, mit einem in den Ölkreislauf eingebundenen Wärmetauscher und mit einer an den Ölkreislauf angebundenen Ölpumpe, die in zumindest einem Betriebszustand zu einer Befüllung des Ölkreislaufs mit Öl vorgesehen ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Ölpumpe von einer bidirektionalen, insbesondere elektrischen, Ölpumpe gebildet ist, die in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, dem Ölkreislauf ein Öl zu entziehen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Retardervorrichtung kann insbesondere eine vorteilhaft flexible und einfach aufgebaute Retardervorrichtung bereitgestellt werden. Es kann insbesondere ein einfacher Retarderaufbau ohne große Regelungseinrichtung und mit einem geringen, insbesondere keinem, Luftverbrauch bereitgestellt werden. Als abschaltbare Retardervorrichtung ohne spezielle Leerlaufeinrichtungen ist der Aufbau vorteilhaft einfach. Die Ölpumpe dient als Füll- und Regelsystem. Da keine Druckventile verwendet werden, ist auch keine Ölfilterung erforderlich. Ein Magnet im Kreislauf kann beispielsweise die Partikel aus dem Kreislauf zurückhalten. Durch die separat, insbesondere elektrisch angetriebene, Ölpumpe kann der Druck und damit das Bremsmoment der Retardervorrichtung ohne zusätzliche Ventile geregelt werden. Für einen schnelleren Momentenabbau, wie insbesondere bei ABS-Eingriff kann die Pumpe die Drehrichtung ändern und zusätzlich das Öl aus dem Kreislauf entfernen.
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Die Retardervorrichtung ist insbesondere von einem hydrodynamischen Retarder für ein Kraftfahrzeug gebildet. Bevorzugt ist die Retardervorrichtung dazu vorgesehen an ein Getriebe des Kraftfahrzeugs angebunden zu werden. Vorzugsweise ist die Retardervorrichtung dazu vorgesehen über die Antriebswelle mit dem Getriebe des Kraftfahrzeugs verbunden zu werden. Der Stator der Retardervorrichtung ist insbesondere gehäusefest angeordnet. Ferner ist der Ölkreislauf insbesondere dazu vorgesehen, ein Bremsmoment zu erzeugen. Der Ölaustausch des Ölkreislaufs erfolgt insbesondere über den Stator. Ein Ölaustausch über den Rotor ist ebenfalls möglich. Dazu sind vorzugsweise Füllschlitze in der Mitte eines Kreislaufs des Stators angebracht, während die Auslassöffnungen am äußeren Schaufelraum des Stators angebracht sind. Eine Profilentlüftung dient bevorzugt zum be- und entlüften des Ölkreislaufs während der Befüllung bzw. Entleerung. Ein Rückschlagventil und/oder eine Drossel erhöhen insbesondere den Gegendruck nach dem Stator und reduzieren den Druck zu dem Wärmetauscher. Der Auslass des Rotors ist über den Wärmetauscher mit dem Einlass verbunden. Unter einer „bidirektionalen Ölpumpe“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ölpumpe verstanden werden, die zumindest zwei Betriebszustände aufweist, wobei die Betriebszustände verschiedene, insbesondere entgegengesetzte Förderrichtungen aufweisen. Vorzugsweise kann bei der Ölpumpe, abhängig von einer Ansteuerung, die Förderrichtung umgekehrt werden. Insbesondere ist die Ölpumpe während eines Betriebs dazu vorgesehen, eine Förderrichtung umzukehren. Bevorzugt wird die Ölpumpe mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann insbesondere ein Teil einer Bordelektronik des Fahrzeugs bilden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Retardervorrichtung eine mit dem Ölkreislauf verbundene Drossel aufweist, über welche der Ölkreislauf mit einem Ölsumpf verbunden ist. Ferner kann über die Drossel eine Verbindung des Ölkreislaufs mit dem Ölsumpf bereitgestellt werden. Mittels der Drossel kann insbesondere ein definierter Druckabfall in dem Ölkreislauf bei deaktivierter Ölpumpe bereitgestellt werden. Die Drossel regelt den ausgetauschten Volumenstrom und führt bei Abschaltung der Ölpumpe zu einem Druckabfall und damit Bremsmomentenabbau. Die Drossel ist insbesondere mit von einer Ablaufdrossel gebildet. Vorzugsweise ermöglicht die Drossel im Ölkreislauf nach außen den Ölaustausch mit dem Sumpf. Durch eine geschickte Anordnung der Drossel kann bei Verwendung eines einheitlichen Ölkreislaufs mit dem Getriebe auch eine Getriebeölkühlung erzeugt werden. Bei abgeschalteter Retardervorrichtung wird über die Ölpumpe Öl in den Ölkreislauf gepresst. Ein Teil des Öls wird dabei durch den Wärmetauscher geleitet und damit gekühlt.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Retardervorrichtung eine mit der Antriebswelle verbundene Gehäusebremse aufweist, über welche die Antriebswelle mit einem Getriebe, insbesondere mit einem Powersplitgetriebe, verbindbar ist. Mittels der Gehäusebremse ist insbesondere möglich am Getriebe, insbesondere am Powersplitgetriebe, die Vorgelegewelle zum Stand zu bremsen. Um die Retardervorrichtung im Rahmen der Powersplit-Anwendung bis zum Stillstand zu bremsen, wird insbesondere die zusätzliche Lamellenbremse benötigt. Die Gehäusebremse hat hierzu insbesondere die Aufgabe, den Retarder bis zum Stand abzubremsen. Die Gehäusebremse kann insbesondere von einer Lamellenbremse, insbesondere einer Lamellenkupplung, oder einer Scheibenbremse gebildet sein. Das Getriebe ist insbesondere von einem Gruppengetriebe, insbesondere einem Powersplitgetriebe, gebildet. Das Gruppengetriebe weist insbesondere eine Hauptgruppe auf, welche eine Hauptwelle, insbesondere eine Abtriebswelle, umfasst. Die Hauptgruppe kann insbesondere eine Mehrzahl von Gängen umfassen. Die weitere Anordnung von Reduziergetrieben, insbesondere einer Rangegruppe, und/oder einer Vorschaltgruppe ist möglich. Vorzugsweise ist die Gruppengetriebevorrichtung, insbesondere für LKWs, insbesondere bei einer Ausbildung als Powersplit-Gruppengetriebe zu einer Aufteilung eines Antriebsmoments auf eine Hauptwelle und auf eine Vorgelegewelle vorgesehen, wobei die Vorgelegewelle insbesondere an einem Ende wieder mit der Hauptwelle gekoppelt ist. Bevorzugt weist einer der Pfade schaltbare Zahnräder auf, wobei der Pfad mit den schaltbaren Zahnrädern insbesondere Mittel zur Verringerung oder Erhöhung des Drehmoments dieses Weges aufweist. Vorzugsweise kann über die Mittel zumindest ein schaltbares Zahnrad und/oder dessen Pfad frei von Drehmoment gemacht werden, während der andere Weg immer noch Drehmoment überträgt. Hierdurch kann insbesondere eine Gangschaltung ohne Drehmomentunterbrechung ermöglicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Retardervorrichtung eine mit dem Ölkreislauf verbundenes Wegeventil aufweist, welches in zumindest Ventilstellung zu einer Versorgung der Gehäusebremse mit einem Öl des Ölkreislaufs vorgesehen ist. Hierdurch kann eine Betätigung der Gehäusebremse insbesondere mittels der Ölpumpe erreicht werden. Demnach wird die Aktivierungsenergie der Gehäusebremse insbesondere durch vorhandene Ölpumpe mit genutzt. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausbildungen des Wegeventils denkbar, insbesondere ist das Wegeventil jedoch als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Retardervorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Retardervorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit, mit einem Gruppengetriebe und mit einer erfindungsgemäßen Retardervorrichtung,
- 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Retardervorrichtung mit einem Rotor, mit einem Stator, mit einem Ölkreislauf, mit einem Wärmetauscher und mit einer Ölpumpe,
- 3 eine schematische Darstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Retardervorrichtung mit einer Gehäusebremse, mit einem Rotor, mit einem Stator, mit einem Ölkreislauf, mit einem Wärmetauscher und mit einer Ölpumpe,
- 4 einen schematischen Graphen einer Bremskurve der alternativen erfindungsgemäßen Retardervorrichtung bei einer Nutzung als Schaltelement,
- 5 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Retardervorrichtung mit einer Gehäusebremse, mit einem Rotor, mit einem Stator, mit einem Ölkreislauf, mit einem Wärmetauscher und mit einer Ölpumpe,
- 6 einen schematischen Graphen einer Bremskurve der weiteren alternativen erfindungsgemäßen Retardervorrichtung und
- 7 einen schematischen Graphen einer Bremskraft der Gehäusebremse der weiteren alternativen erfindungsgemäßen Retardervorrichtung abhängig von einem Druck in dem Ölkreislauf.
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Die 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 22a. Das Kraftfahrzeug 22a ist von einem Nutzfahrzeug gebildet. Das Kraftfahrzeug 22a ist beispielhaft von einem Lastkraftwagen gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugs 22a denkbar, beispielsweise als ein Omnibus, als eine Zugmaschine, als ein Kranwagen und/oder als ein Einsatzfahrzeug, insbesondere ein Feuerwehrfahrzeug.
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Das Kraftfahrzeug 22a umfasst einen Antriebsstrang, über welchen nicht weiter sichtbar Antriebsräder des Kraftfahrzeugs 22a angetrieben werden. Der Antriebsstrang umfasst eine Antriebseinheit 23a. Die Antriebseinheit 23a ist von einer Brennkraftmaschine gebildet. Die Antriebseinheit 23a ist von einem Verbrennungsmotor gebildet. Grundsätzlich wäre auch denkbar, dass die Antriebseinheit 23a als eine elektrische Maschine und/oder als eine Hybridantriebseinheit aus einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine ausgebildet ist.
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Ferner weist das Kraftfahrzeug 22a ein Getriebe 20a auf. Das Getriebe 20a ist von einem Gruppengetriebe gebildet. Das Getriebe 20a bildet einen Teil des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs 22a. Das Getriebe 20a ist entlang des Antriebsstrangs, insbesondere entlang eines Kraftflusses des Antriebsstrangs, hinter der Antriebseinheit 23a angeordnet. Die Antriebseinheit 23a weist eine angetriebene Kurbelwelle auf, welche mit dem Getriebe 20a verbunden ist. Das Getriebe 20a ist beispielhaft als ein Splitgetriebe, insbesondere als ein Powersplitgetriebe, ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung denkbar.
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Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug 22a eine Retardervorrichtung 10a auf. Die Retardervorrichtung 10a ist an das Getriebe 20a angebunden. Die Retardervorrichtung 10a ist nicht weiter dargestellt über eine Ab- und Umschaltvorrichtung an eine Welle des Getriebes 20a angebunden.
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Die 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Retardervorrichtung 10a. Die Retardervorrichtung 10a ist von einer hydrodynamischen Kraftfahrzeugretardervorrichtung gebildet. Die Retardervorrichtung 10a ist von einem Ölretarder gebildet. Die Retardervorrichtung 10a weist eine Antriebswelle 11a und einen mit der Antriebswelle 11a drehfest verbundenen Rotor 12a auf. Die Antriebswelle 11a ist nicht weiter dargestellt über eine Ab- und Umschaltvorrichtung an eine Welle des Getriebes 20a angebunden. Ferner weist die Retardervorrichtung 10a einen Stator 13a und einen an den Stator 13a und Rotor 12a angebundenen Ölkreislauf 14a auf. Der Stator 13a der Retardervorrichtung 10a ist gehäusefest angeordnet. Ferner ist der Ölkreislauf 14a dazu vorgesehen, ein Bremsmoment zu erzeugen. Der Ölaustausch des Ölkreislaufs 14a erfolgt über den Stator 13a. Dazu sind Füllschlitze in der Mitte eines Kreislaufs des Stators 13a angebracht, während die Auslassöffnungen am äußeren Schaufelraum des Stators 13a angebracht sind. Des Weiteren weist die Retardervorrichtung 10a eine Profilentlüftung 24a auf. Die Profilentlüftung 24a ist an dem Stator 13a angeordnet. Die Profilentlüftung 24a dient zu einem be- und entlüften des Ölkreislaufs 14a während der Befüllung bzw. Entleerung. An der Profilentlüftung 24a ist ferner eine zusätzliche Drossel 28a angeordnet.
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Ferner weist die Retardervorrichtung 10a einen in den Ölkreislauf 14a eingebundenen Wärmetauscher 15a auf. Der Auslass des Stators 13a ist über den Ölkreislauf 14a und den Wärmetauscher 15a mit dem Einlass des Stators 13a verbunden. Der Wärmetauscher 15a weist zwei Stoffströme auf, die zu einer Wärmeübertragung vorgesehen sind. Der Wärmetauscher 15a wird über einen ersten Stoffstrom von dem Ölkreislauf 14a durchströmt. Ferner wird der Wärmetauscher 15a über einen zweiten Stoffstrom von einem Kühlmittelkreislauf 25a des Kraftfahrzeugs 22a durchströmt.
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Des Weiteren weist die Retardervorrichtung 10a eine an den Ölkreislauf 14a angebundene Ölpumpe 16a auf. Die Ölpumpe 16a ist elektrisch angetrieben ausgebildet. Die Ölpumpe 16a wird in einem Betrieb von einem E-Motor 26a angetrieben. Die Ölpumpe 16a ist von einer elektrische Ölpumpe gebildet. Die Ölpumpe 16a ist von einer bidirektionalen Ölpumpe gebildet. Die Ölpumpe 16a ist in zumindest einem Betriebszustand zu einer Befüllung des Ölkreislaufs 14a mit Öl vorgesehen. Ferner ist die Ölpumpe 16a in einem Betriebszustand dazu vorgesehen, dem Ölkreislauf 14a ein Öl zu entziehen. Die elektrische Ölpumpe 16a kann dadurch den Ölkreislauf 14a befüllen oder entleeren. Die Ölpumpe 16a ist über eine erste Leitung an den Ölkreislauf 14a angebunden. Ferner ist die Ölpumpe 16a über eine zweite Leitung an einen Ölsumpf 18a des Kraftfahrzeugs 22a angebunden. Der Ölsumpf 18a ist von einem Sumpf des Getriebes 20a gebildet. Der Ölsumpf 18a kann aber auch vom Getriebe 20a separiert sein.
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Die Retardervorrichtung 10a weist ferner einen mit dem Ölkreislauf 14a verbundene Drossel 17a auf. Die Drossel 17a ist als eine Ablaufdrossel ausgebildet. Über die Drossel 17a ist der Ölkreislauf 14a mit dem Ölsumpf 18a verbunden. Die Drossel 17 ist dazu in einer Verbindungsleitung von dem Ölkreislauf 14a zu dem Ölsumpf 18a angeordnet. Die Retardervorrichtung 10a weist zudem eine Statordrossel 27a auf. Die Statordrossel 27a ist in dem Ölkreislauf 14a angeordnet. Die Statordrossel 27a ist in Strömungsrichtung des Ölkreislaufs 14a hinter dem Stator 13a und vor dem Wärmetauscher 15a angeordnet. Die Statordrossel 27a erhöht den Gegendruck nach dem Stator 13a und reduziert den Druck zum Wärmetauscher 15a. Grundsätzlich wäre auch denkbar, dass die Statordrossel 27a durch ein Rückschlagventil ersetzt wird. Ein Rückschlagventil kann im ausgeschalteten Zustand der Retardervorrichtung 10a ein Volllaufen vermeiden.
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In einem Betrieb wird die Retardervorrichtung 10a abhängig von einem Fahrbetriebszustand des Kraftfahrzeugs 22a aktiviert. Zur Aktivierung der Retardervorrichtung 10a wird mit der elektrischen Ölpumpe 16a Öl in den leeren Ölkreislauf 14a gepumpt. Der Ölkreislauf 14a wird befüllt und beginnt ein Bremsmoment zu erzeugen. Gleichzeitig erfolgt durch die Retardervorrichtung 10a eine Pumpwirkung, welche den Ölkreislauf 14a in Bewegung bringt. Damit das Drehmoment weiter ansteigt, muss der Kreislaufdruck erhöht werden. Dies erfolgt durch die Ölpumpe 16a. Die geregelte Ölpumpe 16a regelt auf den Kreislaufdruck, welcher proportional zum Bremsmoment ist. Die Drossel 17a im Ölkreislauf 14a nach außen ermöglicht den Ölaustausch mit dem Ölsumpf 18a. Durch Reduktion der elektrischen Ölpumpendrehzahl sinkt über die Drossel 17a der Druck und damit das Bremsmoment. Zur schnelleren Entleerung wird die Ölpumpe 16a in die umgekehrte Richtung angetrieben. Die Profilentlüftung 24a entlüftet den Mittelraum des Rotorkreislaufes, da hier der geringste Druck herrscht. Die zusätzliche Drossel 28a ermöglicht die schnelle Zu- und Abfuhr von Luft aus dem Ölkreislauf 14a. Bei Vollfüllung setzt die Drossel 28a austretendem Öl einen Widerstand entgegen. Die Ölpumpe 16a dient als Füll- und Regelsystem. Ein nicht weiter dargestellter Magnet im Ölkreislauf 14a kann die Partikel aus dem Ölkreislauf 14a zurückhalten.
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Durch eine geschickte Anordnung der Drossel 17a kann bei Verwendung eines einheitlichen Ölkreislaufs 14a mit dem Getriebe 20a auch eine Getriebeölkühlung erzeugt werden. Bei abgeschalteter Retardervorrichtung 10a wird über die elektrische Ölpumpe 16a Öl in den Ölkreislauf 14a gepresst. Ein Teil des Öls wird dabei durch den Wärmetauscher 15a geleitet und damit gekühlt.
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In den 3 bis 7 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen er Ausführungsbeispiel der 3 bis 7 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden.
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Die 3 zeigt schematisch eine Retardervorrichtung 10b. Die Retardervorrichtung 10b weist eine Antriebswelle 11b und einen mit der Antriebswelle 11b drehfest verbunden Rotor 12b auf. Ferner weist die Retardervorrichtung 10b eine mit der Antriebswelle 11b verbundene Gehäusebremse 19b auf. Die Antriebswelle 11b ist zusammen mit der Gehäusebremse 19b mit dem Getriebe 20b verbunden. Die Antriebswelle 11b ist über die Gehäusebremse 19b und über eine Ab- und Umschaltvorrichtung 29b des Getriebes 20b an eine Welle des Getriebes 20b angebunden. Die Retardervorrichtung 10b ist über eine Steckkupplung 31b mit der Ab- und Umschaltvorrichtung 29b verbunden. Die Gehäusebremse 19b ist dazu vorgesehen, eine Vorgelegewelle des Getriebes 20b bis zum Stand zu bremsen. Die Gehäusebremse 19b ist von einer Lamellenkupplung gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung der Gehäusebremse 19b denkbar, wie beispielsweise als eine Scheibenbremse. Ferner weist die Retardervorrichtung 10b einen Stator 13b und einen an den Stator 13b und Rotor 12b angebundenen Ölkreislauf 14b auf.
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Ferner weist die Retardervorrichtung 10b einen in den Ölkreislauf 14b eingebundenen Wärmetauscher 15b auf. Der Auslass des Stators 13b ist über den Ölkreislauf 14b und den Wärmetauscher 15b mit dem Einlass des Stators 13b verbunden. Des Weiteren weist die Retardervorrichtung 10b eine an den Ölkreislauf 14b angebundene Ölpumpe 16b auf. Die Ölpumpe 16b ist elektrisch angetrieben ausgebildet. Die Ölpumpe 16b wird in einem Betrieb von einem E-Motor 26b angetrieben.
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Die Retardervorrichtung 10b weist zudem ein Rückschlagventil 30b auf. Das Rückschlagventil 30b ist in dem Ölkreislauf 14b angeordnet. Das Rückschlagventil 30b ist in Strömungsrichtung des Ölkreislaufs 14b hinter dem Stator 13b und vor dem Wärmetauscher 15b angeordnet. Das Rückschlagventil 30b erhöht den Gegendruck nach dem Stator 13b und reduziert den Druck zum Wärmetauscher 15b. Ferner kann das Rückschlagventil 30b im ausgeschalteten Zustand der Retardervorrichtung 10b ein Volllaufen vermeiden. Die Retardervorrichtung 10b weist ferner einen mit dem Ölkreislauf 14b verbundenes Wegeventil 21b auf. Das Wegeventil 21b ist von einem 3/2-Wegeventil gebildet. Das Wegeventil 21b ist von einem Umschaltschieber gebildet. Das Wegeventil 21b wird beispielsweise elektromagnetisch und/oder pneumatisch betätigt. Das Wegeventil 21b weist einen mit dem Ölkreislauf 14b verbundenen Eingang auf. Des Weiteren weist das Wegeventil 21b einen mit einem Ölsumpf 18b verbundenen ersten Ausgang auf. Ferner weist das Wegeventil 21b einen mit der Gehäusebremse 19b verbundenen zweiten Ausgang auf. In einer ersten Ventilstellung des Wegeventils 21b ist der Eingang mit dem ersten Ausgang verbunden. In der ersten Ventilstellung des Wegeventils 21b ist der Ölkreislauf 14b über eine Drossel 17b mit dem Ölsumpf 18b verbunden. Die Drossel 17b ist in das Wegeventil 21b integriert. In einer zweiten Ventilstellung des Wegeventils 21b ist der Eingang mit dem zweiten Ausgang verbunden. In der zweiten Ventilstellung des Wegeventils 21b ist der Ölkreislauf 14b mit der Gehäusebremse 19b verbunden. In der zweiten Ventilstellung wird die Gehäusebremse 19b mit einem Öl des Ölkreislaufs 14b versorgt, insbesondere betätigt. Das Wegeventil 21b ist in Ventilstellung zu einer Versorgung der Gehäusebremse 19b mit einem Öl des Ölkreislaufs 14b vorgesehen.
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In einem Betrieb wird die Retardervorrichtung 10b abhängig von einem Fahrbetriebszustand des Kraftfahrzeugs 22b aktiviert. Die Gehäusebremse 19b hat nur die Aufgabe, den Rotor 12b der Retardervorrichtung 10b bis zum Stand abzubremsen. Der Ölkreislauf 14b ist nur in der Lage den Rotor 12b bis zu seiner hydrodynamischen Vollfüllung zu bremsen. Mit reduzierter Drehzahl sinkt das Bremsmoment. Die Gehäusebremse 19b übernimmt dann diese Aufgabe. In einem Bremsbetrieb wird der Rotor 12b über den Ölkreislauf 14b über die elektrische Ölpumpe 16b bis an die Vollfüllung abgebremst. Anschließend erfolgt die Betätigung des Wegeventils 21b. Das Wegeventil 21b wird in die zweite Ventilstellung gebracht. Der Druck der Ölpumpe 16b wird dann zum Betätigen der Gehäusebremse 19b verwendet. Durch Regelung des Drucks und/oder die Modulation des Wegeventils 21b kann das Bremsverhalten angepasst werden. Durch das Öffnen des Wegeventils 21b, also das Bringen des Wegeventils 21b in die erste Ventilstellung, wird die Gehäusebremse 19b gelöst und der Rotor 12b wieder bis zur Vollfüllung beschleunigt.
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Am Getriebe 20b ist die Retardervorrichtung 10b hydrodynamisch in der Lage den vorletzten Gang, also den Direktgang zu erreichen. Ein Wechsel zwischen Direktgang zum Schnellgang erfolgt durch Abbremsung der Retardervorrichtung 10b bis zum Stand mittels der Gehäusebremse 19b. Damit erfolgt die Umschaltung nur durch die Betätigung des Wegeventils 21b.
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4 zeigt einen beispielhaften Graphen eines Verlaufs 34b eines Bremsmoments der Retardervorrichtung 10b abhängig von einer Drehzahl des Rotors 12b der Retardervorrichtung 10b. Bei dem Graphen ist auf einer Ordinatenachse 32b ein Bremsmoment der Retardervorrichtung 10b aufgetragen. Ferner ist auf einer Abszissenachse 33b die Drehzahl des Rotors 12b der Retardervorrichtung 10b aufgetragen. Bei dem Verlauf 34b ist ab einem definierten Bremsmoment ein erforderliches Bremsmoment 35b für die Funktion als Schaltelement erreicht. Das erforderliche Bremsmoment 35b ist dabei erreicht, sobald der Ölkreislauf 14b eine Vollfüllung 36b erreicht.
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Die 5 zeigt schematisch eine Retardervorrichtung 10c. Die Retardervorrichtung 10c weist eine Antriebswelle 11c und einen mit der Antriebswelle 11c drehfest verbundenen Rotor 12c auf. Ferner weist die Retardervorrichtung 10c eine mit der Antriebswelle 11c verbundene Gehäusebremse 19c auf. Die Antriebswelle 11c ist zusammen mit der Gehäusebremse 19c mit einem Getriebe 20c verbunden. Die Antriebswelle 11c ist über die Gehäusebremse 19c und über eine Ab- und Umschaltvorrichtung 29c des Getriebes 20c an eine Welle des Getriebes 20c angebunden. Die Retardervorrichtung 10c ist über eine Steckkupplung 31c mit der Ab- und Umschaltvorrichtung 29c verbunden. Die Gehäusebremse 19c ist dazu vorgesehen, eine Vorgelegewelle des Getriebes 20c bis zum Stand zu bremsen. Die Gehäusebremse 19c ist von einer Lamellenkupplung gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung der Gehäusebremse 19c denkbar, wie beispielsweise als eine Scheibenbremse. Ferner weist die Retardervorrichtung 10c einen Stator 13c und einen an den Stator 13c und Rotor 12c angebundenen Ölkreislauf 14c auf.
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Ferner weist die Retardervorrichtung 10c einen in den Ölkreislauf 14c eingebundenen Wärmetauscher 15c auf. Der Auslass des Stators 13c ist über den Ölkreislauf 14c und den Wärmetauscher 15c mit dem Einlass des Stators 13c verbunden. Des Weiteren weist die Retardervorrichtung 10c eine an den Ölkreislauf 14c angebundene Ölpumpe 16c auf. Die Ölpumpe 16c ist elektrisch angetrieben ausgebildet. Die Ölpumpe 16c wird in einem Betrieb von einem E-Motor 26c angetrieben.
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Die Retardervorrichtung 10c weist zudem ein Rückschlagventil 30c auf. Das Rückschlagventil 30c ist in dem Ölkreislauf 14c angeordnet. Das Rückschlagventil 30c ist in Strömungsrichtung des Ölkreislaufs 14c hinter dem Stator 13c und vor dem Wärmetauscher 15c angeordnet. Das Rückschlagventil 30c erhöht den Gegendruck nach dem Stator 13c und reduziert den Druck zum Wärmetauscher 15c. Ferner kann das Rückschlagventil 30c im ausgeschalteten Zustand der Retardervorrichtung 10c ein Volllaufen vermeiden. Die Retardervorrichtung 10c weist ferner einen mit dem Ölkreislauf 14c verbundene Drossel 17c auf. Die Drossel 17c ist als eine Ablaufdrossel ausgebildet. Über die Drossel 17c ist der Ölkreislauf 14c mit einem Ölsumpf 18c verbunden. Die Drossel 17 ist dazu in einer Verbindungsleitung von dem Ölkreislauf 14c zu dem Ölsumpf 18c angeordnet.
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Ferner ist die Gehäusebremse 19c direkt bei der Ölpumpe 16c an den Ölkreislauf 14c angebunden. Ein Druck in einer Versorgungsleitung der Gehäusebremse 19c entspricht einem Druck in dem Ölkreislauf 14c. Die Gehäusebremse 19c weist einen vorgespannten Lamellenkolben 37c auf. Der Lamellenkolben 37c ist mittels einer Feder 38c vorgespannt. Der Lamellenkolben 37c wird mittels einem Druck in der Versorgungsleitung der Gehäusebremse 19c betätigt. Unterhalb eines definierten Drucks findet aufgrund der Feder 38c keine Betätigung statt. Zu einer Betätigung des Lamellenkolbens 37c muss die Federkraft der Feder 38c überwunden werden. Insbesondere bei Drücken von 0 bis 3 bar ist die Gehäusebremse 19c inaktiv. Erst bei Drücken oberhalb des Retarder-Maximaldrucks, wie insbesondere bei 2,5 bar, wird die Gehäusebremse 19c geschlossen.
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In einem Betrieb wird die Retardervorrichtung 10c abhängig von einem Fahrbetriebszustand eines Kraftfahrzeugs 22c aktiviert. Die Gehäusebremse 19c hat nur die Aufgabe, den Rotor 12c der Retardervorrichtung 10c bis zum Stand abzubremsen. Der Ölkreislauf 14c ist nur in der Lage den Rotor 12c bis zu seiner hydrodynamischen Vollfüllung 36c zu bremsen. Mit reduzierter Drehzahl sinkt das Bremsmoment. Die Gehäusebremse 19c übernimmt dann diese Aufgabe. In einem Bremsbetrieb wird der Rotor 12c über den Ölkreislauf 14c über die elektrische Ölpumpe 16c bis an die Vollfüllung 36c abgebremst. Wenn die Retardervorrichtung 10c an der Vollfüllung 36c angekommen ist, wird der Druck weiter erhöht, sodass die Gehäusebremse 19c geschlossen wird und das System zum Stillstand gebracht wird. Durch Absenkung reduziert sich der Druck unterhalb des Betätigungsdrucks der Gehäusebremse 19c. Damit beschleunigt das System automatisch bis zur Vollfüllung 36c. Weitere Bremsanpassung erfolgt dann über die Drehmomentenregelung der Retardervorrichtung 10c.
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Am Getriebe 20c ist die Retardervorrichtung 10c hydrodynamisch in der Lage den vorletzten Gang, also den Direktgang zu erreichen. Ein Wechsel zwischen Direktgang zum Schnellgang erfolgt durch Abbremsung der Retardervorrichtung 10c bis zum Stand mittels der Gehäusebremse 19c. Damit erfolgt die Umschaltung nur durch die Betätigung eines Wegeventils 21c.
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6 zeigt einen beispielhaften Graphen verschiedener Verläufe 34c, 34c', 34c", 34c'" eines Bremsmoments der Retardervorrichtung 10c bei verschiedenen Drücken in dem Ölkreislauf abhängig von einer Drehzahl des Rotors 12c der Retardervorrichtung 10c. Der erste Verlauf 34c ist dabei beispielhaft bei einem Druck von 2,5 bar in dem Ölkreislauf 14c. Der vierte Verlauf 34c ist dabei beispielhaft bei einem Druck von 0,5 bar in dem Ölkreislauf 14c. Bei dem Graphen ist auf einer Ordinatenachse 32c ein Bremsmoment der Retardervorrichtung 10c aufgetragen. Ferner ist auf einer Abszissenachse 33c die Drehzahl des Rotors 12c der Retardervorrichtung 10c aufgetragen. Bei dem Verlauf 34c ist ab einem definierten Bremsmoment ein erforderliches Bremsmoment 35c für die Funktion als Schaltelement erreicht. Das erforderliche Bremsmoment 35c ist dabei erreicht, sobald der Ölkreislauf 14c eine Vollfüllung 36c erreicht.
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7 zeigt einen beispielhaften Graphen eines Verlaufs 39c einer Bremskraft der Gehäusebremse 19c der weiteren alternativen erfindungsgemäßen Retardervorrichtung 10c abhängig von einem Druck in dem Ölkreislauf 14c. Die Gehäusebremse 19c bleibt dabei bis zu einem Druck von 3 bar aufgrund der Federvorspannung der Feder 38 selbsttätig inaktiv. Ab einem Druck von 3 bar nimmt die Bremskraft der Gehäusebremse 19c mit zunehmendem Druck linear zu. Ab einem Druck von 3 bar in dem Ölkreislauf 14c befindet sich die Retardervorrichtung 10c in einem Lamellenbremsbetrieb 40c. Bis zu einem Druck von 2,5 bar in dem Ölkreislauf 14c befindet sich die Retardervorrichtung 10c in einem Retarderbetrieb 41c. Bei dem Graphen ist auf einer Ordinatenachse 42c ein Bremsmoment der Gehäusebremse 19c aufgetragen. Ferner ist auf einer Abszissenachse 43c der Druck in dem Ölkreislauf 14c der Retardervorrichtung 10c aufgetragen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Retardervorrichtung
- 11
- Antriebswelle
- 12
- Rotor
- 13
- Stator
- 14
- Ölkreislauf
- 15
- Wärmetauscher
- 16
- Ölpumpe
- 17
- Drossel
- 18
- Ölsumpf
- 19
- Gehäusebremse
- 20
- Getriebe
- 21
- Wegeventil
- 22
- Kraftfahrzeug
- 23
- Antriebseinheit
- 24
- Profilentlüftung
- 25
- Kühlmittelkreislauf
- 26
- E-Motor
- 27
- Statordrossel
- 28
- Drossel
- 29
- Ab- und Umschaltvorrichtung
- 30
- Rückschlagventil
- 31
- Steckkupplung
- 32
- Ordinatenachse
- 33
- Abszissenachse
- 34
- Verlauf
- 35
- Bremsmoment
- 36
- Vollfüllung
- 37
- Lamellenkolben
- 38
- Feder
- 39
- Verlauf
- 40
- Lamellenbremsbetrieb
- 41
- Retarderbetrieb
- 42
- Ordinatenachse
- 43
- Abszissenachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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