DE102018122336A1 - Getriebe-Wärmetauscher-Einheit - Google Patents
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Abstract
Die vorgeschlagene Getriebe-Wärmetauscher-Einheit ist für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang geeignet und umfasst ein Getriebe mit einem Getriebeausgangsbereich, eine Halterung zur Befestigung eines Wärmetauschers und einen Wärmetauscher, wobei die Halterung dem Getriebe an dessen Ausgangsseite zugeordnet ist und der Wärmetauscher wenigstens mittelbar über Verbindungsleitungen mit dem Getriebe verbunden ist.Zur verbesserten Temperaturregelung wird ein Wärmetauscher vorgeschlagen der einen Kühlwasserkanal und zwei voneinander getrennte Kühlmediumkanäle umfasst.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Wärmetauscher-Einheit zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug.
- Es ist bekannt, dass Getriebeeinheiten, insbesondere Automatgetriebe, einen angeflanschten Wärmetauscher umfassen. Bekannt sind auch Getriebeeinheiten mit mehr als einem Wärmetauscher. In diesem Fall sind die Wärmetauscher unterschiedlichen Kühlkreisläufen zugeordnet. So kann ein Kühlkreislauf einem hydrodynamischen Kreislauf zugeordnet sein und der andere für die Kühlung der Steuerung vorgesehen sein.
- Aus der
EP 1 608 895 A1 ist bereits ein Getriebe mit einem Wärmetauscher bekannt, der der Ausgangsseite des Getriebes zugeordnet ist und der wenigstens mittelbar über Verbindungsleitungen mit dem Getriebe verbunden ist. Wobei im Gehäuse des Getriebes integrierte betriebsmittelführende Kanäle vorgesehen sind, die sich wenigstens über einen Teil der axialen Erstreckung des Gehäuses bis zur ausgangsseitigen Stirnseite des Getriebes erstrecken. - Weiterhin ist eine Halterung mit integrierten Kanälen vorgesehen, an der der Wärmetauscher befestigt ist. Die Kanäle zur Verbindung der betriebsmittelführenden Kanäle im Getriebe und der Kühlmediumkanäle durch den Wärmetauscher sind in der Halterung integriert. Die Anschlüsse und die Befestigungen sind hinsichtlich der Art und Dimensionierung standardisiert und komplementär ausgeführt.
- Derartige Getriebe verfügen in der Regel über einen gemeinsamen Ölkreislauf aus dem das Öl für die Wandlerfunktion, die Retarderfunktion und die Getriebeschmierung entnommen wird. Die am Statorgehäuse des Retarders angeschlossene Wärmetauscher Konsole dient, mit dem daran befestigtem WT, zur Retarder- als auch zur Getriebeölkühlung. Je nach Funktion müssen über den Kühler unterschiedliche Wärmemengen abgeführt werden.
- Weiterhin sind unterschiedliche Anordnungen bekannt, wie der Wandler, der Retarder oder auch eine Wandler-Retarderkombination im Getriebe angeordnet sind.
- Während des Getriebebetriebs kommt es insbesondere beim Bremsen mit dem Retarder zu Situationen, die es erforderlich machen, die Bremsleistung des Retarders zu reduzieren, um eine Überhitzung des Ölsumpfs, durch den Bremsbetrieb, zu verhindern.
- Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, eine Getriebe-Wärmetauscher-Einheit für den Einsatz in Antriebssträngen vorzuschlagen, die eine verbesserte Temperaturregelung des Öls im Ölsumpf erlaubt.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.
- Die vorgeschlagene Getriebe-Wärmetauscher-Einheit ist für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang geeignet und umfasst ein Getriebe mit einem Getriebeausgangsbereich, eine Halterung zur Befestigung eines Wärmetauschers und einen Wärmetauscher, wobei die Halterung dem Getriebe an dessen Ausgangsseite zugeordnet ist und der Wärmetauscher wenigstens mittelbar über Verbindungsleitungen mit dem Getriebe verbunden ist.
- Zur verbesserten Temperaturregelung wird ein Wärmetauscher vorgeschlagen, der einen Kühlwasserkanal und zwei voneinander getrennte Kühlmediumkanäle umfasst. Diese Art von Wärmetauscher wird auch als 2-flutige Wärmetauscher bezeichnet.
- Mittels eines Kühlwasserstroms können zwei unterschiedliche Kühlmediumströme, z.B. Ölströme, gekühlt werden. Je nach erforderlicher Kühlleistung können die voneinander getrennten Kühlmedienkanäle unterschiedlich ausgelegt sein. Der bzw. die Ölströme können durch entsprechende Schaltungen, z. B. durch Ventile innerhalb des Getriebes, geschaltet bzw. geregelt werden.
- Weiterhin können die zwei voneinander getrennten Kühlmediumkanäle für unterschiedliche Volumenströme ausgelegt sein.
- In einer bevorzugten Ausführung sind die Verbindungsleitungen wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig in der Wand der Halterung angeordnet. Das heißt die Verbindungsleitungen sind an der Halterung ausgeformt und bilden einen Teil der Wandung. Vorzugsweise können diese auch vollständig in der Wand der Halterung angeordnet sein, d.h. vollständig von der Halterung umschlossen. Dadurch werden die als Zu- und Abfuhrleitung zum und vom Wärmetauscher fungierenden Verbindungsleitungen zu Bestandteilen der Halterung.
- Die Halterung kann sich beispielsweise aus einem ersten Halteteil und einem zweiten Halteteil zusammengesetzt, so dass die Halterung mit den integrierten Verbindungsleitungen bzw. Kanälen einfacher herzustellen ist. So kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass an dem ersten Halteteil die Verbindungsleitungen für den Vorlauf in den Wärmetauscher und an dem zweiten Halteteil die Verbindungsleitungen für den Rücklauf aus dem Wärmetauscher angeordnet sind.
- Die Halterung übernimmt hauptsächlich die Trag- und Stützfunktion für den Wärmetauscher und ferner eine Adapterfunktion für die Anbindung unterschiedlicher Wärmetauscher an das Getriebe bzw. Getriebegehäuse.
- Der Anschluss für das Kühlmittel bzw. Kühlwasser am Wärmetauscher erfolgt über wenigstens zwei Anschlüsse, ein Vorlaufanschluss und ein Rücklaufanschluss, so dass der Kühlwasserkanal des Wärmetauschers mit dem fahrzeugseitigen Kühlsystem verbindbar ist. Dabei können der Vorlaufanschluss und der Rücklaufanschluss direkt an der Halterung oder am Wärmetauscher vorgesehen sein.
- Zur Verbindung von Getriebeaggregaten, insbesondere Retarder, Wandler, und Ölsumpf, die im Getriebegehäuse angeordnet sind, mit dem Wärmetauscher, über die Verbindungsleitungen in der Halterung, sind im Gehäuse betriebsmittelführende Kanäle angeordnet, die sich bis zur ausgangsseitigen Stirnseite, der Verbindungsebene, des Getriebes erstrecken.
- Die Anschlüsse zur Herstellung der Kühlmedium führenden Verbindung und die Befestigungen zwischen dem Getriebegehäuse und der Halterung und zwischen Halterung und Wärmetauscher sind hinsichtlich der Art und Dimensionierung standardisiert und komplementär ausgeführt.
- In einer Ausführung kann ein Zentrierelement, zur Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen einem betriebsmittelführenden Kanal und einer Verbindungsleitung, in der Verbindungsebene angeordnet sein. So könne beispielsweise zumindest je ein Zentrierelement je Halteteil vorgesehen sein, so dass die Halteteile zueinander zentriert sind.
- Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
-
1 Ansicht der Getriebe-Wärmetauscher-Einheit -
2 Teilschnittdarstellung der Getriebe-Wärmetauscher-Einheit -
1 zeigt eine Ansicht der Getriebe-Wärmetauscher-Einheit, wobei die Ansicht auf die AusgangsseiteA des Getriebes nur die wesentlichen Teile für die Erfindung darstellt. Das Getriebe weist in dem dargestellten Fall ein Getriebegehäuse9 und ein Retardergehäuse4 auf. Im Sinne der Erfindung bilden die beiden Gehäuseteile4 ,9 eine Einheit, an der die Wärmetauscherkonsole20 angeschraubt ist. - Die Wärmetauscherkonsole
20 besteht aus den zwei Haltern2a ,b und dem Wärmetauscher3 . Die Halter2a ,b sind der AusgangsseiteA zugeordnet, bzw. in der Verbindungsebene18 mit dem Getriebe1 gekoppelt. - Nicht im Detail dargestellt ist der Kühlwasserkanal
14 und die Kühlmittelkanäle15a ,b im inneren des Wärmetauschers. Zu erkennen ist aber der schichtweise Aufbau des Wärmetauschers3 . Der Kanalverlauf der Kanäle14 ,15a ,b ist im Wesentlichen aus dem StdT bekannt, so dass hier nicht näher auf die Auslegung eingegangen werden muss. - Um eine bedarfsgerechte Kühlung des Öls im Getriebe, dass für die Funktion der Getriebeschmierung, Wandlerbetrieb und Retarderbetrieb erforderlich ist, zu erreichen, sind die zwei voneinander getrennten Kühlmediumkanäle
15a, b für unterschiedliche Volumenströme ausgelegt. - Zu erkennen ist der Verlauf der Verbindungsleitungen
7a, b ,8a ,b die in der Wand16a ,b der jeweiligen Halterung2a ,b angeordnet sind, bzw. eingegossen sind. Die Verbindungsleitungen7a ,b ,8a ,b stellen eine Verbindung zwischen den Kühlmittelkanälen15a ,b im Wärmetauscher und den im Gehäuse4 ,9 angeordneten betriebsmittelführende Kanäle6a ,b ,c ,d . dar. In2 ist der Übergang einiger Kanäle genauer dargestellt. Der Übergang zwischen der Halterung2a ,b und dem Getriebegehäuse4 ,9 findet in der Verbindungsebene18 statt. - Teilabschnitte der Kanäle
6a ,b ,c ,d sind in diesem Ausführungsbeispiel im Retardergehäuse4 integriert, bzw. wie hier dargestellt in das Retardergehäuse eingegossen. Der weitere Verlauf im Getriebegehäuse9 kann aber auch mittels Rohrleitungen erfolgen, die innerhalb des Getriebegehäuses verlaufen, z. B. zum nicht dargestellten Wandler. - Um die Darstellung zu vereinfachen, ist die
2 eine Teilschnittdarstellung der Getriebe-Wärmetauscher-Einheit, so dass nur die erfindungsrelevanten Details zu erkennen sind. Der dargestellte Schnitt ist so gelegt worden, dass die Kanäle6a ,b ,c , vollständig im Schnitt zu sehen sind und der Kanal6d nur als Teilstück, da der weitere Verlauf des Kanals in einer andern Ebene liegt. Wie zu erkennen sind die beiden Halter2a ,b nicht symmetrisch aufgebaut sind. Diese sind, zur Minimierung des räumlichen Bedarfs, unterschiedlich gestaltet. - Der Wärmetauscher
3 ist mit den Haltern2a ,b verschraubt, wobei an der Koppelstelle zwischen den Verbindungsleitungen7a ,b ,8a ,b und den Kühlmittelkanälen15a ,b komplementär ausgeführt ist. An der Schnittstelle können Dichtungselemente vorgesehen sein. - In der Verbindungsebene
18 zwischen den betriebsmittelführenden Kanälen7a ,b und8a ,b in den Halterungen2a ,b und den Verbindungsleitungen6a bisd im Retardergehäuse4 sind Zentrierelemente19 vorgesehen. Die Zentrierelemente19 stellen eine leitende Verbindung her und haben eine Zentrier- oder Ausrichtfunktion für die Halter2a ,b . Zur Abdichtung können O-Ringe vorgesehen sein. Neben dieser Ausführung können aber auch die Zentrierelemente19 entfallen und eine Flanschverbindung mit einem Dichtelement gewählt werden. In beiden Fällen werden die Halter mittels einer Schraubenverbindung an das Getriebegehäuse9 bzw. an das Retardergehäuse4 befestigt. - An dem ersten Halteteil
2a sind die Verbindungsleitungen7a ,b für den Vorlauf in den Wärmetauscher3 und an dem zweiten Halteteil2b sind die Verbindungsleitungen8a ,b für den Rücklauf aus dem Wärmetauscher3 angeordnet. Für den Kühlwasseranschluss sind der Vorlaufanschluss10 und der Rücklaufanschluss11 vorgesehen, über die der Kühlwasserkanal14 mit einem fahrzeugseitigen Kühlsystem verbunden wird. Die Strömungsrichtung innerhalb des Wärmetauschers erfolgt im Gegenstromprinzip. - Zur Temperaturerfassung kann wie in
1 dargestellt ein Sensoranschluss17 vorgesehen sein, mittels dem die Temperatur des in den Wärmetauscher einströmenden Öls gemessen werden kann. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Getriebe
- 2a, b
- Halterung
- 3
- Wärmetauscher
- 4
- Retardergehäuse
- 5
- Anschlussflansch
- 6a, b, c, d
- betriebsmittelführende Kanäle
- 7a, b
- Verbindungsleitung Einlass
- 8a, b
- Verbindungsleitung Auslass
- 9
- Gehäuse Getriebe
- 10
- Anschluss Vorlauf
- 11
- Anschluss Rücklauf
- 12
- Deckel
- 13
- Schrauben
- 14
- Kühlwasserkanal
- 15a, b
- Kühlmittelkanäle
- 16a/b
- Wand
- 17
- Sensoranschluss
- 18
- Verbindungsebene
- 19
- Zentrierelement
- 20
- Wärmetauscherkonsole
- A
- Ausgang
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1608895 A1 [0003]
Claims (9)
- Getriebe-Wärmetauscher-Einheit, für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend ein Getriebe (1) mit einem Getriebeausgangsbereich (A), eine Halterung (2a, b) zur Befestigung eines Wärmetauschers (3) und ein Wärmetauscher (3), wobei die Halterung (2a, b) dem Getriebe (1) an dessen Ausgangsseite (A) zugeordnet ist und der Wärmetauscher (3) wenigstens mittelbar über Verbindungsleitungen (7a, b, 8a, b) mit dem Getriebe (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) einen Kühlwasserkanal (14) und zwei voneinander getrennte Kühlmediumkanäle (15a, b) umfasst.
- Getriebe-Wärmetauscher-Einheit nach
Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zwei voneinander getrennte Kühlmediumkanäle (15a, b) für unterschiedliche Volumenströme ausgelegt sind. - Getriebe-Wärmetauscher-Einheit nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (7a, b, 8a, b) wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig in der Wand (16a, b) der Halterung (2a, b) angeordnet sind. - Getriebe-Wärmetauscher-Einheit nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Halterung aus einem ersten Halteteil (2a) und einem zweiten Halteteil (2b) zusammensetzt. - Getriebe-Wärmetauscher-Einheit nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Halteteil (2a) die Verbindungsleitungen (7a, b) für den Vorlauf in den Wärmetauscher (3) und an dem zweiten Halteteil (2b) die Verbindungsleitungen (8a, b) für den Rücklauf aus dem Wärmetauscher (3) angeordnet sind. - Getriebe-Wärmetauscher-Einheit nach
Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Anschlüsse, ein Vorlaufanschluss (10) und ein Rücklaufanschluss (11) zur Verbindung des Kühlwasserkanals (14) mit einem fahrzeugseitigen Kühlsystem vorgesehen sind. - Getriebe-Wärmetauscher-Einheit nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlaufanschluss (10) und der Rücklaufanschluss (11) direkt an der Halterung (2) oder am Wärmetauscher (3) vorgesehen sind. - Getriebe-Wärmetauscher-Einheit nach
Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (17) betriebsmittelführende Kanäle (6a, b, c, d) angeordnet sind, die sich bis zur ausgangsseitigen Stirnseite (12), der Verbindungsebene (18), des Getriebes erstrecken, wobei die Halterung (2a, b) komplementär angeordnet Verbindungsleitungen (7a,b, 8a, b) aufweist. - Getriebe-Wärmetauscher-Einheit nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrierelemente (19) zur Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen einem betriebsmittelführenden Kanal (6a bis d) und einer Verbindungsleitung (7a, b, 8a, b) in der Verbindungsebene (18) angeordnet ist.
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