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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein gekühltes Retardersystem, das ermöglicht, dass das Arbeitsfluid gekühlt wird, durch Aktivieren eines Luftverdichters mithilfe des hydraulischen Drucks des Arbeitsfluids, dessen Temperatur und Druck im Retarder während des Bremsens erhöht wurde.
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Stand der Technik
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Ein Retarder ist ein Bremssystem, das gemäß hydrodynamischen Prinzipien arbeitet und zum Verlangsamen der Schwerfahrzeuge durch Nutzen der Energie der Fluide benutzt wird. Ein Retarder wird im Allgemeinen mithilfe eines Hebels (Schalters) oder gemäß der Bewegung des Bremspedals automatisch gesteuert. Bei bestehenden Anwendungen und bekannten Beispielen ist der Retarder gewöhnlich im Getriebe integriert oder zwischen der Kurbel und dem Schwungrad angeordnet.
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Der Retarder ist im Grunde ein hydrodynamisches Drucksystem, das durch zwei Laufräder betrieben wird, Rotor und Stator genannt, die am Ende der Welle angeordnet sind. Das Arbeitsfluid wird zwischen den Rotor und Stator gepumpt, wenn der Retarder in Betrieb gesetzt wird (wenn er läuft). Das Fluid, das durch Drehung des Rotors bewegt wird, trifft die Rippen und bremst ab. Dadurch wird der Rotor verlangsamt und daher Bremsen ausgeführt. In Retardersystemen kann Öl oder Kühlwasser als Arbeitsfluid benutzt werden. In Retardersystemen wird Bewegungsenergie während des Bremsens in Wärmeenergie umgewandelt. Da während des Betriebs des Retarders die Bewegungsenergie in Wärmeenergie umgewandelt wird, wird die Temperatur des Arbeitsfluids während der Energieumwandlung erhöht. In Retardersystemen, die Öl als Arbeitsfluid benutzen, wird das Öl mithilfe eines Wärmetauschers, der in das System integriert ist, und mithilfe von Motorkühlwasser gekühlt. In Retardersystemen, die Motorkühlwasser als Arbeitsfluid benutzen, wird das erhitzte Betriebswasser dadurch gekühlt, dass es zum Kühler des Fahrzeugs befördert wird.
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Für derzeitige Retardersysteme, die Öl als das Arbeitsfluid benutzen, müssen den Retardersystemen Wärmetauscher hinzugefügt werden, um das Öl zu kühlen, das während des Bremsens erhitzt wurde. Da die Bremskapazität des Retarders mit der Fähigkeit, dass das erhitzte Arbeitsfluid gekühlt wird, in Wechselbeziehung steht, werden Hochleistungswärmetauscher zum Kühlen benötigt, und es ist notwendig, Wärmetauscher mit hohem Volumen zu benutzen. Diese Tatsache bewirkt jedoch, dass das Retardersystem im Volumen zunimmt und mehr Platz in der Fahrzeugbaugruppe beansprucht.
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Bei Retardersystemen, deren Arbeitsfluid im Wärmetauscher gekühlt wird, ist es notwendig, Kühlmittel vom Fahrzeugkühlsystem zum Wärmetauscher zuzuführen, um das Arbeitsfluid im Wärmetauscher zu kühlen. Dafür ist es notwendig, zusätzlich eine Kühlmittelleitung vom Fahrzeugkühlsystem zum Wärmetauscher anzuordnen, damit das Kühlwasser mithilfe von Schlauch- und Verbindungselementen zum Wärmetauscher befördert wird. Diese Tatsache verursacht jedoch Komplexität der Fahrzeugkühlbaugruppe und Zunahme der möglichen Leckagepunkte. Zudem erhöht diese zusätzliche Verbindung, die zum Kühlen des Arbeitsfluids notwendig ist, die Kosten für das Fahrzeug. Ein weiteres technisches Problem in Zusammenhang mit diesem Fall ist die Benutzung eines Kühlers und einer Wasserpumpe mit höherer Kapazität zum Beseitigen der Abwärmeenergie, die sich während des Bremsens bildet, aus dem Kühlsystem. Die Benutzung eines Kühlers und einer Wasserpumpe mit höherer Kapazität erhöht die Kosten, während sie die Effizienz vermindert.
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Die koreanische Patentschrift KR 10-2012-0136937, die den Stand der Technik darstellt, offenbart ein Retarderkühlsystem. In diesem System wird das Fluid, das im Retarder druckbeaufschlagt und erhitzt wird, in einen Druckfluidtank geführt, und dieses druckbeaufschlagte Fluid treibt einen Hydraulikmotor an. Der Retarder wird durch ein Gebläse gekühlt, das mit einem Ende dieses Motors verbunden ist. Jedoch wird in der Patentanmeldung ein Hydraulikmotor unter Nutzung des Drucks des im Retarder erhitzten Arbeitsfluids gespeist, ein Verdichter mithilfe des Hydraulikmotors angetrieben und das Arbeitsfluid im Wärmetauscher mithilfe des Kühlmittels gekühlt, das durch den Verdichter gekühlt wird.
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In der US-Patentschrift
US 2005 / 0 196 292 A1 , die den Stand der Technik darstellt, wird die Struktur eines Retarders genannt. In dieser Patentschrift wird ein Gebläse zum Kühlen des Retarders benutzt, und der Gebläsemotor wird unter Benutzung des Fluids angetrieben, das im Retarder erhitzt und druckbeaufschlagt wird. In der vorliegenden Patentanmeldung wird jedoch der Retarder nicht gekühlt, sondern das im Retarder erhitzte Arbeitsfluid wird gekühlt. Ein Verdichter wird jedoch unter Benutzung des Drucks des Arbeitsfluids betrieben, um das Arbeitsfluid zu kühlen, und das Arbeitsfluid wird in einem Wärmetauscher gekühlt.
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In der US-Patentschrift
US 2008 / 0 295 507 A1 , die dem Stand der Technik entspricht, ist ein Retarder- und Energiewiedergewinnungssystem offenbart. Im oben angegebenen System wird das Fluid, das im Retarder erhitzt wird, in einem Sammler gespeichert, und mithilfe der Abfallenergie, die im Sammler gespeichert ist, wird der Gebläsemotor betrieben. In der vorliegenden Patentanmeldung ist die Benutzung von Abfallenergie völlig anders. In der vorliegenden Patentanmeldung wird der Druck des Fluids, das im Retarder druckbeaufschlagt wird, benutzt, wobei mithilfe des Drucks von Arbeitsfluid der Hydraulikmotor und ein damit verbundener Verdichter betrieben werden. Der Verdichter kühlt das Kühlmittel, das im Wärmetauscher benutzt wird, und das Arbeitsfluid, das im Retarder benutzt wird, wird im Wärmetauscher benutzt.
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In der japanischen Patentschrift
JP H08- 4 804 A , die dem Stand der Technik entspricht, ist ein Bremssystem offenbart. Im oben genannten Bremssystem ist ein Verdichter am Retarder angeordnet, und dieser Verdichter liefert Luft für den Motor im Normalgebrauch. In der vorliegenden Patentanmeldung wird jedoch ein Hydraulikmotor mit dem Druck von Arbeitsfluid beliefert, das im Retarder erhitzt wird, wird ein Verdichter mithilfe des Hydraulikmotors betrieben, und das Arbeitsfluid wird im Wärmetauscher durch das Kühlmittel gekühlt, das durch den Verdichter gekühlt wird.
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In der
US 9 336 272 B2 ist eine hydraulische Lüfterschaltung beschrieben. Die
DE 103 42 869 A1 beschreibt einen Kraftfahrzeugantrieb mit einem Wasserretarder.
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Ein weiterer Vorteil, den die vorliegende Patentanmeldung bietet, ist die Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs, da die Leistung oder Energie, die zur Beseitigung der Wärme, welche im Retarder während des Bremsens erzeugt wird, benötigt wird, nicht durch den Motor vorgesehen wird.
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Der im Retarder gebildeten Wärme wird durch die während des Bremsens erzeugten Energie begegnet. Ferner sind zusätzliche Kosten ausgeschlossen, da die Notwendigkeiten, wie etwa zusätzliche Schläuche, Verbindungselemente, die bei bestehenden Anwendungen zum Befördern des Kühlwassers benutzt werden, beseitigt sind.
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Aufgaben der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gekühltes Retardersystem zu verwirklichen, das die Benutzung der Abwärme, die durch Erhitzen des Arbeitsfluids während des Bremsens gebildet wird, im Kühlzyklus ermöglicht.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gekühltes Retardersystem zu verwirklichen, das das Kühlen des Arbeitsfluids durch den Druck des Arbeitsfluids ermöglicht, welches während des Bremsens durch den Retarder erhitzt wird.
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Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gekühltes Retardersystem zu verwirklichen, das ermöglicht, dass ein Luftverdichter mithilfe des Arbeitsfluids betrieben wird, dessen Temperatur und Druck während des Bremsvorgangs erhöht wurde.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Das gekühlte Retardersystem, wie es im ersten Anspruch und in den anderen abhängigen Ansprüchen definiert ist, umfasst zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Retarder und Hydraulikmotor zur Benutzung zum Kühlen des Arbeitsfluids, das im Retarder erhitzt wird, einen Verdichter und Wärmetauscher. Das Arbeitsfluid, das im Retarder verbleibt, erwärmt sich während des Bremsens des Fahrzeugs. Das Arbeitsfluid muss gekühlt und im Retarder wiederverwendet werden. Mittels des Systems gemäß der Patentanmeldung wird das Arbeitsfluid, das im Retarder erhitzt und druckbeaufschlagt wird, zu einem Hydraulikmotor geleitet. Das Arbeitsfluid wird nach seinem Eintritt in den Hydraulikmotor vom Auslass des Motors zum Wärmetauscher geleitet. Das Arbeitsfluid ermöglicht es einer Welle zu drehen, und durch ihre Drehung wird ein Verdichter betrieben, der mit der Welle verbunden ist. Über den Druck des Arbeitsfluids, das im Retarder erhitzt wird, wird eine Welle gedreht und der Verdichter in Betrieb gesetzt. Der Verdichter ermöglicht, dass die Temperatur des Kühlmittels, das Kühlung im Wärmetauscher ausführt, innerhalb des Kühltemperaturbereichs bleibt. Kühlfluid oder -gas wird durch Luft gekühlt, die durch den Verdichter zugeführt wird, und Kühlmittel gewährleistet, dass der Wärmetauscher Kühlung ausführt. Das Arbeitsfluid, das aus dem Hydraulikmotor austritt und in den Wärmetauscher eintritt, wird im Wärmetauscher gekühlt und dann zum Arbeitsfluidtank zurückgeleitet. Durch Benutzung des Drucks des Arbeitsfluids, das im Retarder erwärmt wird, wird ein Verdichter versorgt, und das Arbeitsfluid wird im Wärmetauscher durch das Kühlmittel gekühlt, das durch den Verdichter gekühlt wurde. Dadurch wird die Abwärme, die sich im Retarder bildet, zum Kühlen benutzt.
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Die Patentanmeldung nutzt den Druckanstieg des Arbeitsfluids während des Bremsvorgangs zum Kühlen des Arbeitsfluids, dessen Temperatur wiederum während des Bremsvorgangs erhöht wurde. Das Arbeitsfluid, das im Retardersystem erwärmt wurde, treibt einen Verdichter des Kühlsystems mittels der Pumpe an, die durch den Druck des Arbeitsfluids angetrieben wird, wodurch ein Kühlzyklus bereitgestellt ist. Dadurch ist, da die Abwärmeenergie, die während des Bremsens erzeugt wird, nicht auf das Fahrzeugkühlsystem übertragen wird, die Wärmelast vom Retarder beseitigt. In einem solchen Fall kann ein Kühler und eine Wasserpumpe mit niedrigerer Kapazität benutzt werden.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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In den beiliegenden Figuren ist ein gekühltes Retardersystem zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung dargestellt; es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht des gekühlten Retardersystems.
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Die Bauteile in der Zeichnung sind einzeln nummeriert und die jeweiligen Entsprechungen im Folgenden angegeben.
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- 1
- Gekühltes Retardersystem
- 2
- Körper
- 3
- Antriebswelle
- 4
- Rotor
- 5
- Stator
- 6
- Tank
- 7
- Pumpe
- 8
- Fluideinlass
- 9
- Fluidauslass
- 10
- Steuerventil
- 11
- Fluidauslassverbindung
- 12
- Hydraulikmotor
- 13
- Welle
- 14
- Wärmetauscherverbindung
- 15
- Verdichter
- 16
- Wärmetauscher
- 17
- Kühlmitteleinlass
- 18
- Kühlmittelauslass
- 19
- Tankverbindung
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Ein gekühltes Retardersystem (1), das das Kühlen des Arbeitsfluids durch Luft vorsieht, vorgesehen durch Nutzung des hydraulischen Drucks desselben Arbeitsfluids, dessen Temperatur und Druck während des Bremsvorgangs erhöht wird, umfasst;
- - zumindest eine Antriebswelle (3),
- - zumindest einen Rotor (4), der mit dem Ende der Antriebswelle (3) verbunden ist und durch Bewegung der Antriebswelle (3) dreht,
- - zumindest einen Stator (5), der am Körper (2) befestigt ist,
- - zumindest einen Arbeitsfluidtank (6), in dem das Arbeitsfluid gespeichert ist,
- - zumindest eine Pumpe (7), die das Arbeitsfluid, das im Tank enthalten ist, zwischen dem Rotor (4) und Stator (5) umpumpt,
- - zumindest einen Fluideinlass (8), der sich zwischen dem Rotor (4) und Stator (5) befindet und ermöglicht, dass das Arbeitsfluid aus dem Tank (6) geleitet und zur Zuführung zwischen den Rotor (4) und den Stator (5) dort hindurchläuft,
- - zumindest einen Fluidauslass (9) zum Ablassen des Arbeitsfluids, das sich zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (5) befindet,
- - zumindest ein Steuerventil (10), das mit dem Fluideinlass (8) oder dem Fluidauslass (9) verbunden ist und ermöglicht, dass der Fluideinlass (8) oder der Fluidauslass (9) durch Öffnen oder Schließen derselben gesteuert wird,
- - einen Hydraulikmotor (12), der zumindest eine Welle (13) enthält und die Welle (13) durch den Druck des Arbeitsfluids dreht,
- - einen Verdichter (15), der mit der Welle (13) des Hydraulikmotors (12) verbunden ist, die Bewegung, die für seinen Betrieb erforderlich ist, von der Welle (13) aufnimmt, Kühlfluid oder -gas für den Wärmetauscher (16) durch Arbeiten mit der Drehung der Welle (13) zuführt,
- - zumindest einen Wärmetauscher (16), der zumindest einen Kühlmitteleinlass (17) und zumindest einen Kühlmittelauslass (18) enthält, die mit dem Verdichter (15) verbunden sind, und das Arbeitsfluid kühlt, das vom Hydraulikmotor (12) mittels der Wärmetauscherverbindung (14) zugeleitet wird.
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Im gekühlten Retardersystem (1) gemäß der Erfindung arbeitet der Verdichter (15) unter Nutzung des Drucks, der im Arbeitsfluid während des Bremsens erzeugt wird, und das Arbeitsfluid wird mithilfe des Wärmetauschers (16) gekühlt, der durch den Verdichter (15) gekühlt wird.
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Das Verlangsamen des Fahrzeugs, d.h. das Bremsen, wird durch den Rotor (4) und den Stator (5) erzielt, die sich im Körper (2) befinden. Wenn der Retarder benutzt werden soll, d.h. wenn Bremsen ausgeführt werden soll, wird der Retarder durch Antreiben der Antriebswelle (3) gedreht. Die Antriebsbewegung geht im Allgemeinen vom Getriebe aus. Durch Drehen der Antriebswelle (3) dreht sich der Rotor (4), der mit der Antriebswelle (3) des Retarders verbunden ist, ebenfalls. Während dieser Vorgänge wird das Arbeitsfluid, das im Tank (6) enthalten ist, vorzugsweise durch eine Pumpe (7) aus dem Fluideinlass (8) zwischen den Rotor (4) und den Stator (5) gepumpt. Das Arbeitsfluid, das durch Drehen des Rotors (4) bewegt wird, wird durch Auftreffen auf die Rippen des Stators (5) verlangsamt, und in diesem Falle ist vorgesehen, dass die Drehung des Rotors (4) verlangsamt wird und das Fahrzeug langsamer wird.
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Im gekühlten Retardersystem (1) gemäß der Erfindung können Öl, Wasser oder Fluide mit verschiedenen Dichten als Arbeitsfluid benutzt werden. Als Arbeitsfluid wird vorzugsweise Öl oder Wasser ausgewählt, die im Fahrzeug vorhanden sind. Als Arbeitsfluidtank (6) wird vorzugsweise der Öl- oder Wassertank des Fahrzeugs oder ein Zusatztank benutzt, der für den Retarder vorgesehen und innerhalb des Körpers (2) angeordnet ist. Der Arbeitsfluidtank (6) ist mit dem Fluideinlass (8) über zumindest eine Fluidleitung verbunden. Mit dem Arbeitsfluidtank (6) ist vorzugsweise die Pumpe (7) verbunden. Die Pumpe (7) ermöglicht, dass das Fluid, das im Arbeitsfluidtank (6) enthalten ist, durch den Fluideinlass (8) zum Rotor (4) und Stator (5) gepumpt wird. Die Pumpe (7) wird vorzugsweise durch die elektronische Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs oder durch die Retardersteuereinheit gesteuert. Wenn Bremsen ausgeführt werden soll, wird das Arbeitsfluid durch Inbetriebnahme der Pumpe (7) zwischen den Rotor (4) und den Stator (5) gepumpt, und Bremsen wird durch Verlangsamen des Rotors (4) ausgeführt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung tritt das Arbeitsfluid zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (5) durch den Fluideinlass (8) ein und tritt von dort durch den Fluidauslass (9) aus. Der Fluidauslass (9) ist ein Auslass, der zum Auslassen des Arbeitsfluids benutzt wird, das zwischen Rotor (4) und Stator (5) erhitzt wird. Der Fluideinlass (8) oder der Fluidauslass (9) wird durch das Steuerventil (10) gesteuert. Das Steuerventil (10) ermöglicht, den Fluideinlass (8) und den Fluidauslass (9) durch Öffnen und Schließen derselben zu steuern. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Fluidauslass (9) vorzugsweise durch das Steuerventil (10) gesteuert. Das Steuerventil (10) versieht das Öffnen und Schließen des Fluidauslasses (9). Wenn der Fluidauslass (9) durch Betrieb des Steuerventils (10) geöffnet wird, strömt das Arbeitsfluid zwischen dem Roor (4) und dem Stator (5) aufgrund des Drucks direkt aus dem Fluidauslass. Das Steuerventil (10) wird durch die elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs oder durch die Retardersteuereinheit ein- oder ausgeschaltet. Vorzugsweise wird, wenn die Temperatur des Arbeitsfluids über einem bevorzugten Sollwert liegt, das Steuerventil (10) eingeschaltet.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung tritt das Arbeitsfluid, das sich zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (5) befindet, aufgrund des druckbeaufschlagten Öls spontan durch den Fluidauslass (9) aus, ohne zusätzliches Benutzen einer Pumpe. Der Fluidauslass (9) befindet sich auf einer derartigen Höhe und Breite, dass das Arbeitsfluid leicht entweichen kann.
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In einer Ausfühungsform der Erfindung ist eine Fluidauslassverbindung (11) zwischen dem Fluidauslass (9) und dem Hydraulikmotor (12) vorgesehen. Die Fluidauslassverbindung (11) kann ein Schlauch, ein Kanal, eine Röhre oder ein diesen ähnelnden Verbindungsglied sein. Die Fluidauslassverbindung (11) ermöglicht, dass das durch den Fluidauslass (9) ankommende Arbeitsfluid zum Hydraulikmotor (12) überführt wird. Mittels des Steuerventils (10), das mit dem Fluidauslass (9) oder dem Fluideinlass (8) verbunden ist, ist vorgesehen, dass das heiße und druckbeaufschlagte Arbeitsfluid zum Hydraulikmotor (12) geleitet wird.
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Der Hydraulikmotor (12) umfasst zumindest eine Welle (13) oder ist mit einer Welle (13) verbunden. Der Hydraulikmotor (12) wandelt die hydraulische Energie in mechanische Energie um. Das druckbeaufschlagte Arbeitsfluid, das in den Hydraulikmotor (12) eintritt, bewirkt, dass die Welle (13) dreht. Im Hydraulikmotor (12) sind vorzugsweise Einlass- und Auslasskanäle vorgesehen, und Druckunterschiede zwischen den Einlass- und Auslasskanälen bewirken, dass sich die Welle (13) dreht.
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Der Hydraulikmotor (12) ist über eine Wärmetauscherverbindung (14) mit dem Wärmetauscher (16) verbunden. Die Wärmetauscherverbindung (14) ist eine röhrenförmige, schlauchartige Verbindung und vorzugsweise mit dem Auslass des Hydraulikmotors (12) verbunden. Das Arbeitsfluid, das den Hydraulikmotor (12) verlässt, wird über die Wärmetauscherverbindung (14) zum Wärmetauscher (16) befördert. Die Wärmetauscherverbindung (14) ist vorzugsweise mit dem Einlass des Wärmetauschers (16) verbunden und sieht eine derartige Verbindung vor, dass das das Arbeitsfluid durch den Wärmetauscher (16) strömen kann. Das Arbeitsfluid, das in den Wärmetauscher (16) eintritt, durchläuft die Platten oder Röhre oder Oberfläche innerhalb des Wärmetauschers (16). Am Auslass des Wärmetauschers (16) ist vorzugsweise eine Tankverbindung (19) vorgesehen. Die Tankverbindung (19) ist vorzugsweise eine röhrenförmige, schlauchartige Verbindung. Die Tankverbindung (19) ermöglicht, dass das Arbeitsfluid, das den Wärmetauscher (16) verlässt, zum Arbeitsfluidtank (6) zurückkehrt.
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Die Welle (13), die mit dem Hydraulikmotor (12) verbunden ist und die Antriebskraft, welche für ihren Betrieb erforderlich ist, vom Hydraulikmotor aufnimmt, ist an ihrem anderen Ende mit dem Verdichter (15) verbunden. Durch Drehen der Welle (13), läuft der Verdichter (15), der mit der Welle (13) verbunden ist, ebenfalls. Wenn der Verdichter (15) arbeitet, wird die Kühlflüssigkeit oder das Kühlgas zugeführt. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Druckluft durch Betreiben des Verdichters (15) zugeführt. Mittels der Luft oder des Gases oder Kühlfluids, das durch den Verdichter (15) zugeführt wird, wird das Kühlen des Kühlmittels, das im Wärmetauscher (16) zum Kühlen benutzt wird, versehen, d. h. es wird gewährleistet, dass das Kühlmittel auf niedrigen Temperaturen bleibt.
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Das Kühlmittel tritt durch den Kühlmitteleinlass (17) in den Wärmetauscher (16) ein und entweicht aus dem Kühlmittelauslass (18). Kühlmittel gewährleistet, dass die Wärmetauscherplatten oder -röhren oder - oberfläche kalt bleiben, während es innerhalb des Wärmetauschers (16) zirkuliert. Das Kühlmittel versieht, dass der Wärmetauscher (16) zur Kühlung imstande ist, da das Kühlmittel die Röhren oder Platten durch Zirkulieren im Wärmetauscher (16) kühlt. Das Kühlen des Arbeitsfluids, das durch den Wärmetauscher (16) strömt, wird durch das Kühlmittel vorgesehen, das die Oberflächen innerhalb des Tauschers (16) kühlt. Aus diesem Grunde ist es sehr wichtig, dass das Kühlmittel auf niedrigen Temperaturen ist und erneut gekühlt wird, wenn es erhitzt wurde. Das Kühlmittel des Wärmetauschers (16) wird durch die Luft gekühlt, die durch den Verdichter (15) zugeführt wird. Da der Verdichter (15) für die Dauer seines Betriebs Luft oder Kühlflüssigkeit oder Gas in die Leitung des Kühlmitteleinlasses (17) und des Kühlmittelauslasses (18) zuführt, kühlt er die Leitungen und das Kühlmittel darin. Der Kühlmitteleinlass (17) und der Kühlmittelauslass (18) sind an einem Ende mit dem Wärmetauscher (16) verbunden, jedoch gleichzeitig am anderen Ende mit dem Verdichter (15) verbunden, oder sie verlaufen durch einen Bereich, der mit dem Kühlmittel versehen wird, das vom Verdichter (15) kommt. Daher kühlt das Kühlmittel, das durch den Verdichter (15) zugeführt wird, das Kühlmittel im Kühlmittelauslass (18) und/oder im Kühlmitteleinlass (17).
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Das Kühlmittel, das durch den Verdichter (15) gekühlt wird, zirkuliert innerhalb des Wärmetauschers (16) und versieht Kühlung des Arbeitsfluids, das den Wärmetauscher (16) durchläuft, durch Kühlen der Oberflächen des Wärmetauschers (16). Das Arbeitsfluid, das zum Bremsen benutzt wird und druckbeaufschlagt ist, kommt am Hydraulikmotor (12) an und treibt die Welle (13) an, die mit dem Hydraulikmotor (12) verbunden ist, sowie den Verdichter (15), der mit der Welle (13) verbunden ist. Das Arbeitsfluid, das den Hydraulikmotor (12) verlässt, durchläuft den Wärmetauscher (16) und wird in den Tank (6) gefüllt. Das erhitzte Arbeitsfluid wird gekühlt, während es den Wärmetauscher (16) durchläuft. Das Kühlen des Wärmetauschers (16) wird durch das Kühlmittel ausgeführt, das durch den Verdichter (15) gekühlt wurde. Daher liefert das heiße und druckbeaufschlagte Arbeitsfluid, das aus dem Retarder austritt, die Energie, die zur Selbstkühlung durch Aktivieren des Hydraulikmotors (12) und des Verdichters (15) erforderlich ist, und dann wird das Arbeitsfluid durch Eintreten in den Wärmetauscher (16) gekühlt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Kühlmittel, das zum Kühlen des Wärmetauschers (16) benutzt wird, ein Kühlmittelgas. Mit dem Kühlzyklus, der durch Zirkulieren des Kühlmittelgases im oder um den Wärmetauscher (16) gebildet ist, wird das Kühlen des Arbeitsfluids versehen.
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Der Betrieb des gekühlten Retardersystems (1) gemäß der Erfindung erfolgt folgendermaßen. Das Arbeitsfluid, das während des Bremsens erhitzt und druckbeaufschlagt wird, wird über das Steuerventil (10) und die Fluidauslassverbindung (11) zum Hydraulikmotor (12) gepumpt, um gekühlt zu werden. Für diesen Betrieb ist keine zusätzliche Pumpe notwendig, sondern der Rotor (4) und der Stator (5), die im Bremssystem benutzt werden, dienen ebenfalls als Pumpe. Das Steuerventil (10) wird in der Absicht benutzt, den Strom von Arbeitsfluid zum Hydraulikmotor (12) zu regeln und zu drosseln. Das heiße und druckbeaufschlagte Arbeitsfluid, das durch das Steuerventil (10) geleitet wird, wird mittels der Fluidauslassverbindung (11), die eine kanal- oder schlauchartige Struktur aufweist, zum Einlasskanal des Hydraulikmotors (12) weitergeleitet. Der Hydraulikmotor (12) wandelt die hydraulische Energie in mechanische Energie um. Die Welle (13) im Hydraulikmotor (12) dreht durch das Druckungleichgewicht innerhalb des Hydraulikmotors (12). Während ein Teil der Rippen und Getriebe im Hydraulikmotor (12) unter der Wirkung des hochdruckbeaufschlagten Fluids steht, das vom Einlasskanal kommt, ist der andere Teil davon dem niedrigeren Druck auf der Auslassseite ausgesetzt. Das Ungleichgewicht, das infolge des oben genannten Druckunterschieds im Hydraulikmotor (12) gebildet ist, ermöglicht, dass die Rippen oder Getriebe und damit die Welle (13), mit der die Rippen verbunden sind, drehen. Das Arbeitsfluid strömt dann vom Auslasskanal des Hydraulikmotors (12) über die Wärmetauscherverbindung (14), die eine kanal- oder schlauchartige Struktur aufweist, zum Einlass des Wärmetauschers (16). Die mechanische Energie, die durch den Hydraulikmotor (12) erzielt wird, wird mittels einer Welle (13) auf den Verdichter (15) übertragen, der sich im Kühlmechanismus befindet. Der Verdichter (15), der zum Kühlen benutzt wird, sieht die Aktivierung eines Kühlzyklus für den Kühlvorgang mithilfe des Antriebs vor, der vom Hydraulikmotor (12) erhalten wird. Der Verdichter (15) interagiert mit dem Kühlmittel (Fluid oder Gas), das im Kühlzyklus und im Wärmetauscher (16) vorhanden ist, wodurch gewährleistet ist, dass das Kühlmittel fortlaufend kalt bleibt. Am Wärmetauscher (16) ist ein Einlasskanal und ein Auslasskanal für das Arbeitsfluid, das gekühlt werden soll, vorgesehen. Ebenfalls am Wärmetauscher (16) ist ein Einlass und ein Auslass für das Kühlmittel (Fluid oder Gas) vorgesehen, das vom Kühlzyklus kommt. Wenn das heiße Arbeitsfluid den Wärmetauscher (16) durchläuft, wird es durch das Kühlmittel gekühlt, das darum herum in den einzelnen Kanälen zirkuliert wird. Nach dem Ausführen des Kühlvorgangs des Arbeitsfluids wird das Arbeitsfluid über die Tankverbindung (19) zum Arbeitsfluidtank (6) geleitet. Der nächste Zyklus wird in derselben Art und Weise wiederholt. Kühlmittel (Fluid oder Gas) wird mithilfe des Kühlmitteleinlasses (17) und Kühlmittelauslasses (18) in der Form eines Kanals oder Schlauchs in den Kühlmittelzyklus zurückgeleitet.
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Durch das gekühlte Retardersystem (1) gemäß der Erfindung wird die hydraulische Energie, die während des Bremsvorgangs erzeugt wird, in mechanische Energie umgewandelt, wodurch das Arbeitsfluid, das zum Bremsen benutzt wird, gekühlt wird. Im erfindungsgemäßen gekühlten Retardersystem (1) wird die Effizienz durch Benutzung der Abfallenergie des Arbeitsfluids erhöht. Dank des gekühlten Retardersystems (1) ist gewährleistet, dass die Wärmelast, die sich während des Bremsens bildet, ohne das Kühlsystem des Fahrzeugs gekühlt wird, und es kann ein Kühler und eine Wasserpumpe mit niedrigerer Kapazität für das Kühlsystem benutzt werden.
